做疲劳测试时，除了需要设置试验力、位移、频率和循环次数，经常还会遇到一个参数——加载波形。正弦波、三角波、方波看起来只是曲线形状不同，但实际上，它们代表了一个循环周期内载荷或位移随时间变化的不同方式。
例如同样设置最大载荷500N、最小载荷100N、频率1Hz，选择正弦波、三角波或方波后，虽然最大值、最小值和循环频率相同，但从100N变化到500N的过程并不一样。
那么疲劳测试常用哪些波形？正弦波、三角波、方波分别有什么特点？实际测试应该怎么选？本文科准测控小编就来具体介绍一下。
一、疲劳测试中的“波形"是什么意思？
疲劳测试的本质，是按照规定条件对试样进行反复循环加载。
以力控制为例，可以把纵轴理解为试验力，横轴理解为时间。随着时间变化，试验力按照设定规律在最大值和最小值之间反复变化，就形成了加载波形。
例如：100N → 500N → 100N → 500N……
如果这个变化过程比较平滑，可以形成正弦波；如果按照近似恒定速率线性上升和下降，可以形成三角波；如果要求快速从低值切换至高值并保持，则更接近方波。
除了力控制，位移控制、变形控制下同样可以设置相应的周期波形。
因此，波形决定的是一个循环周期内，载荷或位移怎么从最小值变化到最大值，再怎么返回。
二、正弦波：疲劳测试中常见的周期波形
正弦波的曲线连续、平滑，载荷从最小值逐渐增加至最大值，再逐渐下降，整个变化过程没有明显突变。
简单表示就是：低 → 平滑升高 → 高 → 平滑降低 → 低
正弦波适合模拟较为连续、平稳的周期性载荷，因此在材料和零部件循环疲劳测试中比较常见。
正弦波还有一个特点：波形连续，不存在理论上的瞬间载荷跳变。
因此，对于常规周期疲劳测试，如果测试标准或客户技术要求没有规定其他特殊波形，正弦波通常是需要重点考虑的加载方式之一。
三、三角波：按照近似线性规律升高和降低
三角波与正弦波最大的区别，在于上升段和下降段的变化规律。
三角波通常表现为：低 → 线性升高 → 高 → 线性降低 → 低
也就是说，在理想条件下，加载量按照较为恒定的变化速率上升和下降。
例如位移控制测试：0mm → 10mm → 0mm
如果采用三角波，位移会按照设定的线性斜率增加到10mm，然后再按照相应斜率下降。
因此，三角波比较适合需要关注较均匀加载和卸载速率的循环测试。
三角波的峰值和谷值位置存在方向切换，设备需要在这些位置改变运动方向，因此实际能够达到的波形效果还与频率、振幅、试样刚度以及设备动态响应能力有关。
四、方波：高值和低值之间快速切换
方波与前两种波形的差异更加明显。
理想方波通常表现为：低值 → 快速切换至高值 → 保持 → 快速切换至低值 → 保持
因此，它更强调两个载荷或位移水平之间的快速变化及保持。
比如某些测试需要模拟：加载 → 保持 → 卸载 → 保持
这类工况就可能考虑方波或其他带保持段的波形。
但实际疲劳试验机无法实现数学意义上的“瞬间垂直跳变"。
因为作动器需要运动，试样本身也存在刚度和响应过程。因此实际方波会受到设备速度、加速度、载荷、振幅、夹具质量以及试样特性的影响。
所以设备参数里写着“支持方波"，并不意味着在任意载荷、任意振幅和任意频率下都能得到相同方波效果。
五、除了这三种，还有哪些疲劳加载波形？
实际疲劳测试并不只有正弦波、三角波和方波。
根据设备和控制系统配置，还可能使用：梯形波、锯齿波、随机波、组合波、自定义波形以及外部输入波形等。例如科准测控KZ-1100不仅支持正弦波、三角波、方波，还可以支持梯形波、随机波、组合波形等。
以上就是科准测控小编为您介绍的疲劳测试常用波形以及正弦波、三角波、方波的区别。简单来说，正弦波强调平滑周期变化，三角波强调近似线性加载和卸载，方波则强调高低值快速切换及保持。实际测试使用哪种波形，应优先根据执行标准和产品实际受力工况确定，如果您还有关于疲劳试验机波形设置、正弦波疲劳测试、三角波循环测试、疲劳测试频率及疲劳试验机选型等方面的需求，可联系科准测控获取免费技术支持。
