引言
本文介绍了一套全新设计的多样件疲劳测试系统,适用于开展心血管支架产品镍钛诺结构的疲劳测试。该系统采用先进的测控技术,可以分别监测每个样件的疲劳和断裂状态,具有极高的精度和分辨率,还能够监测到每个样件少于1g的载荷减少(承受载荷的衰减意味着该测试样件即将失效断裂),也可以自动增加相应样件的数据采集速率来获取该样件的载荷衰减趋势。通过试验应用软件来记录长期疲劳测试加载反馈的峰谷值,或者在出现载荷衰减的时候记录指定载荷传感器反馈的一定循环次数,这样可以仅记录用户所感兴趣的信息,减少数据采集的总体数量,提升效率。当出现样件失效断裂之后,用户可以决定是否继续测任务,或者暂停当前的试验移除已经失效的样件,也可以安全地停止当前的试验避免损坏其他样件。
试验结果
利用多样件疲劳测试工装开展了心血管支架产品镍钛诺结构的疲劳测试,该疲劳测试需要一直持续到样件出现断裂失效。通过该试验,验证了多样件测试系统的先进测控技术,具有足够的适应能力和灵敏度,可以在样件出现失效之前准确地检测到载荷衰减。在多样件测试工装内安装了八个样件,每个样件的预紧力均调整为零。试验系统在40Hz的试验频率条件下以3mm峰峰值的位移控制模式进行测试,直至检测到样件出现断裂失效。在进行试验时,当载荷反馈的峰谷值落入预先设定的敏感区域时则软件自动启动数据采集过程,如图1的红色虚线所示。当载荷反馈衰减至90%时,则自动提升数据采集的更新速率,如图1蓝色虚线所示。
图 1:镍钛样件的断裂检测
在检测到样件出现断裂之后,试验应用软件在0.1s内停止当前试验,以避免对其余样件出现进一步的破坏,如图2所示。此时,测试流程可以暂停当前试验,便于操作人员检查其余样件或者移除已经失效的样件,在必要时再继续试验,这一过程中不会损坏样件,也不会影响其疲劳寿命,更不会丢失任何测试数据。
图 2:检测到样件失效后,控制当前试验停止动作
讨论
在进行疲劳寿命测试时,多样件测试系统一般按照如下图所示的流程来实现单一镍钛诺样件的失效检测,通常情况下,系统可以在一定的频率条件下检测到小于1gram的峰值或谷值衰减,这时,软件就可以中止当前的测试流程,也可以忽略已经出现失效的样件继续其余样件的疲劳寿命测试。这也是MTS的测试解决方案所具有的独有能力。
图 3:系统响应讨论
结论
本文讨论的多样件测试系统采用了先进的测控技术,能够单独检测到镍钛诺结构的尖端断裂失效。用户可以利用其先进的测控技术来暂停当前的测试任务或者停止当前的测试任务,确保不对其余样件产生进一步的破坏。先进的试验应用软件还能够在出现意外时确保测试系统可靠无误地保护样件免受意外。先进的控制系统提供给操作人员更加丰富的数据采集和分析手段,来满足特定的试验需求。 该多样件测试系统具有的单独检测镍钛诺尖端载荷衰减的能力,可以在测试期间对样件的失效断裂进行更加深入、准确地行为研究。