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FatiguePro 软件

一个平台,覆盖全谱疲劳测试需求

疲劳测试的场景千变万化——有应变控制的低周疲劳,有力控制的高周疲劳,有同时施加温度与力学载荷的热机械疲劳,有需要精确测量裂纹扩展速率的断裂力学试验,还有评估材料极限承载能力的断裂韧性测试。每一类测试都有其特定的控制策略、数据采集要求和行业标准规范。

FatiguePro 采用模块化架构,以核心控制引擎为基础,按需叠加专业测试模块,用一个统一的平台和操作界面覆盖材料与结构疲劳测试的全部主流场景:

 

低周疲劳模块(LCF):支持最高 12Hz 的应变控制疲劳测试,以引伸计作为反馈传感器,内置符合 ASTM E606 和 ISO 12106 标准的预置测试模板。支持在线迟滞回线实时绘制,支持用户自定义循环存储间隔,支持测试过程中在线修改参数,并能在弹性主导阶段平滑切换至高频力控模式,提升整体测试效率。

 

高周疲劳模块(HCF):支持最高 70Hz 的力控疲劳测试,适用于金属材料、焊接接头、紧固件等标准试样的高周疲劳寿命评估。内置 S-N 曲线绘制与统计分析工具,自动输出符合行业规范的疲劳寿命报告。

 

高级低周疲劳模块(ALCF):在标准 LCF 模块的基础上,增加非等温测试的热膨胀自动计算与补偿功能,支持自定义波形(含用户定义保载时间),支持外部温度控制器联动,适用于高温等温疲劳试验。

 

热机械疲劳模块(TMF):专为同时施加力学载荷与温度循环的复杂热机械疲劳试验而设计,内置同相位(IP)与反相位(OP)测试模板,能够精确控制力学载荷与温度循环之间的相位关系,满足航空发动机热端部件、汽车排气系统等高温结构件的疲劳评估需求。

 

疲劳裂纹扩展模块(FCG):提供三种裂纹测量方式——夹式引伸计(Clip Gage)、裂纹计(Crack Gage)和直流电位降法(DCPD),支持 ASTM E647 标准,自动计算裂纹扩展速率 da/dN 与应力强度因子范围 ΔK,实时绘制裂纹扩展曲线,支持表面裂纹和角裂纹等多种试样几何形状。

 

断裂韧性模块:支持 K₁c、CTOD(裂纹尖端张开位移)和 J₁c-CTOD 三类断裂韧性测试方法,内置符合 ASTM E399、E1820 和 ISO 12737 标准的测试模板,自动处理载荷-位移曲线,精确识别失稳点并输出标准化断裂韧性参数。

 

拉伸测试模块:内置符合 ASTM E8 标准的拉伸测试模板,自动计算弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率等全套力学性能指标,支持高温和低温环境下的拉伸测试。

 

 

可视化流程设计,让试验设计像画流程图一样简单

传统的疲劳测试软件往往将测试程序封装在复杂的代码或参数表格中,只有资深工程师才能理解和修改。FatiguePro 彻底颠覆了这一设计思路。

FatiguePro 采用直观的图形化流程编辑器,工程师只需将测试活动模块以拖拽方式排布在编辑界面上,即可构建完整的测试程序。每个测试活动以图标形式呈现,按照从上到下的顺序依次执行;需要并行执行的活动,则以并行路径的方式从左到右排布。这种所见即所得的测试设计方式,让工程师能够像画流程图一样直观地构建任意复杂度的测试程序,从简单的单步骤测试到包含多条件判断、循环逻辑和并行路径的复杂测试流程,均可轻松实现。

FatiguePro 提供丰富的测试活动模块库,覆盖测试执行的每一个环节:

 

指令类活动涵盖自定义波形(Custom Waveform)、循环(Cycle)、斜坡(Ramp)、保载(Dwell)、外部指令(External Command)、谱文件播放(Profile)和频率扫描(Sweep)七种指令类型,满足从简单正弦波到复杂谱文件的全部加载需求。

 

数据采集类活动支持常规数据采集、峰谷值采集和高速数据采集(最高支持 50kHz)三种模式,触发条件可设置为时间触发、峰谷触发、电平超限触发等多种方式,确保在任何测试场景下都能以最高效的方式捕获关键数据。

 

事件检测类活动包括断裂检测(Break Detection)、极限检测(Limit Detection)、峰谷变化检测(Peak/Valley Change Detection)、稳定循环检测(Stable Cycle Detection)、循环变化检测(Cycle Change Detection)和数字输入监控(Digital Input)等,能够实时监控试验件的状态变化,自动触发保护动作或测试分支切换。

 

测试流程控制类活动提供 If-Else 条件分支、并行路径、While 循环和定时触发事件等逻辑控制工具,让工程师能够构建任意复杂的测试逻辑。

 

操作员交互类活动支持在测试流程中嵌入操作提示、安全告知和参数输入界面,使操作经验有限的人员也能安全、准确地执行复杂测试程序。

 

程序动作类活动支持变量赋值与计算、消息日志记录、报告自动生成、数据导出、外部程序调用和邮件通知等功能,实现测试流程的高度自动化。

 

 

虚拟试样:在不损坏试样的前提下验证测试方案

这是 FatiguePro 最受工程师欢迎的功能之一。

在正式开始疲劳测试之前,工程师往往需要反复调整测试参数,以确保控制回路稳定、数据采集设置合理、测试程序逻辑正确。传统方式下,这一调试过程往往需要消耗真实的测试样件——而对于珍贵的工程试样,这是极大的浪费。

FatiguePro 的虚拟试样(Virtual Specimen)功能通过建立试样的数学模型,模拟真实试样在测试中的力学响应——包括刚度、模量、初始裂纹长度、裂纹扩展速率、屈服载荷和极限载荷等关键参数均可自定义。工程师可以在完全不消耗真实试样的情况下,对整套测试方案进行全面的预验证,确认控制参数、采集设置和判断逻辑均符合预期后,再切换到真实试样开始正式测试。

这一功能在高价值航空材料、医学材料和新型复合材料的测试中尤为重要,能够有效保护稀缺试样资源,显著降低测试准备阶段的时间和材料成本。

 

 

实时监控与自适应控制:守护每一次循环的精度

疲劳测试往往需要持续数小时乃至数天,试验件的力学特性也会随着损伤的积累而发生变化。这对控制系统的实时适应能力提出了极高要求。

FatiguePro 在测试执行阶段提供多维度的实时监控与自适应控制能力:

 

峰谷幅值控制(Peak-Valley Amplitude Control):实时监测每个循环的峰值和谷值,自动补偿因试样刚度变化导致的幅值偏差,确保整个测试周期内的载荷幅值始终保持在目标精度范围内。

 

自适应调谐参数管理:随着试样刚度的变化(尤其在塑料、粘弹性材料和高温测试中),系统能够自动调整控制增益,避免因刚度变化导致的控制不稳定,减少人工干预次数,显著降低长周期测试的操作负担。

 

幅值相位控制(Amplitude Phase Control):对指令信号的幅值误差和相位误差进行实时校正,确保在任何频率下的载荷施加精度。

 

自适应谐波消除(Adaptive Harmonic Cancellation):消除非线性系统中正弦反馈信号的谐波失真,提升高频测试中的波形质量。

 

级联控制(Cascade Control):当试样刚度随温度或磨损显著变化时,提供更优化的控制调谐和响应特性,是高温疲劳和磨损疲劳测试的理想选择。

 

 

分析与报告:从原始数据到标准化报告,一键完成

测试数据的价值,最终体现在分析结论和报告文件上。FatiguePro 提供了一套完整的分析与报告工具链,让工程师能够高效地从原始数据中提炼出有价值的工程信息。

 

在线分析支持在测试运行过程中实时显示迟滞回线、S-N 曲线、裂纹扩展曲线、应力-应变历程等关键图表,工程师可在测试进行中随时调整显示内容,实时掌握试验件的状态。

 

离线深度分析通过独立的分析器模块,支持对测试数据进行全面的后处理分析,包括添加自定义变量、计算和图表的"假设分析(What-if Study)",构建可复用的分析库,大幅提升多批次测试数据的处理效率。

 

报告自动生成支持在测试运行期间或测试结束后自动生成标准化测试报告,报告模板完全可定制,支持直接输出为 Microsoft Excel 格式,包含文本描述、数据图表和计算结果,无需任何手动后处理即可直接提交或存档。支持邮件自动发送功能,测试完成后自动将报告推送至指定人员。

 

 

应用领域

FatiguePro 已广泛服务于以下领域的疲劳力学性能测试需求:

 

航空航天:航空金属材料(钛合金、高温合金、铝合金)的低周和高周疲劳测试;新型碳纤维复合材料的疲劳寿命评估;飞机结构关键部位的断裂韧性和裂纹扩展速率测定;发动机热端部件的热机械疲劳试验。

 

汽车工业:发动机材料和焊接结构的疲劳寿命测试;底盘零部件的疲劳强度验证;橡胶、密封件等非金属材料的动静态力学性能测试;新能源车电池结构件的疲劳耐久性评估。

 

材料科学:通用金属材料的标准拉伸与疲劳性能测定;医学领域材料(骨科植入物、假肢、人工关节)的力学性能与疲劳寿命评估;各类复合材料的断裂韧性与裂纹扩展行为研究。

 

国防科技:特种钢材和装甲材料的力学性能测试;武器装备关键结构件的疲劳强度验证;极端温度环境下材料的热机械疲劳行为研究。

 

高校与科研院所:材料力学性能基础研究;损伤力学与断裂力学实验教学;新材料、新工艺的疲劳性能评价。

 

 

为什么选择 FatiguePro?

完全自主,不受制裁影响:FatiguePro 拥有完全自主的知识产权,核心算法全面国产化,彻底摆脱对进口软件授权的依赖。无论国际贸易环境如何变化,您的测试系统始终可以正常运行。

 

功能全面对标国际标准:FatiguePro 在功能架构和测试模块配置上全面对标 MTS TestSuite Multipurpose Software,覆盖低周疲劳、高周疲劳、热机械疲劳、疲劳裂纹扩展、断裂韧性和拉伸测试全系列场景,内置符合 ASTM、ISO 等国际主流标准的测试模板,确保测试数据的规范性和权威性。

 

深度集成自研控制器:FatiguePro 与伺服动态 SDC 系列控制器(SDC80 / SDC160 / SDC400)深度集成,软硬件协议完全透明,系统调试效率大幅提升,故障排查响应迅速。同时保持对主流第三方控制器文件格式的兼容性,保护用户既有硬件投资。

 

本地化支持,响应迅速:伺服动态工程师团队提供全程本地化技术支持,从系统安装调试、测试模板配置,到特殊测试需求的定制开发,均可快速响应。对于标准产品无法直接满足的特殊需求,我们具备完整的定制开发能力,灵活高效。

 

极具竞争力的综合拥有成本:相较于进口同类软件,FatiguePro 在软件授权费用、维护费用和技术服务费用方面均具有显著优势,整体拥有成本(TCO)远低于国际竞品,让更多实验室能够以合理的预算配置到专业级的疲劳测试软件平台。

 

持续迭代,功能不断完善:伺服动态团队持续跟踪国际疲劳测试领域的最新标准和技术进展,定期发布软件更新,持续扩展功能模块,确保 FatiguePro 始终保持与国际先进水平同步。

 

 

技术规格

参数 规格
支持测试类型 低周疲劳、高周疲劳、高级低周疲劳、热机械疲劳、疲劳裂纹扩展、断裂韧性、拉伸测试
裂纹测量方式 夹式引伸计、裂纹计、直流电位降法(DCPD)
LCF/ALCF/TMF 频率上限 12 Hz
HCF 频率上限 70 Hz
高速数据采集 最高 50 kHz
符合标准 ASTM E606、E647、E399、E1820、E8;ISO 12106、12737 等
控制器兼容 SDC80 / SDC160 / SDC400 及主流第三方控制器
报告格式 Microsoft Excel(含图表、表格与计算结果)
操作系统 Windows 10 / 11(64 位)
软件授权方式 网络浮动授权 / 节点锁定授权
知识产权

完全自主知识产权,核心算法国产化

 

 

结语

从一块试样的微观损伤萌生,到裂纹的稳定扩展,再到最终的疲劳失效——每一个疲劳失效事件的背后,都是一段完整的力学故事。FatiguePro 的使命,正是帮助工程师精确、完整地记录和理解这段故事,从而设计出更安全、更可靠、寿命更长的产品。

我们相信,一款真正优秀的疲劳测试软件,不只是工具,更是工程师洞察材料本质、突破设计极限的核心武器。

FatiguePro——让每一次疲劳测试,都成为工程创新的起点。

在材料研发、零部件验证和结构强度评估领域,疲劳测试是绕不开的核心环节。从一块金属试样的低周疲劳寿命,到一根飞机起落架的裂纹扩展行为,再到一件复合材料结构件的热机械疲劳失效——每一个工程决策的背后,都需要一套可靠、精确、可追溯的疲劳测试软件平台作为支撑。
长期以来,这一领域几乎被国外软件所垄断。国内用户不仅面临高昂的授权费用,还承受着技术支持响应慢、定制开发受限、数据安全存忧等一系列隐性成本。
伺服动态科技自主研发的 FatiguePro,正是为了彻底改变这一局面而生。
FatiguePro 是一套面向材料疲劳测试与结构件疲劳测试的综合性软件平台,覆盖从试验设计、实时控制、数据采集,到分析处理与报告生成的完整测试流程。完全自主知识产权,核心算法国产化,深度集成伺服动态 SDC 系列控制器,为中国用户提供真正可信赖的国产替代选择。

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