本文關(guān)鍵詞：低速?zèng)_擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)的研制及實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 沖擊磨損 試驗(yàn)機(jī) 測(cè)控系統(tǒng) 能量耗散 Zr-4合金管 徑厚比

【摘要】：沖擊微動(dòng)磨損所誘發(fā)的機(jī)械零部件失效廣泛存在于電力系統(tǒng)、石化裝備、礦山機(jī)械、海洋機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域,給重大設(shè)備的安全運(yùn)行帶來較大的安全隱患,極大縮短其服役壽命。研制出可模擬沖擊微動(dòng)磨損工況的沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)具有十分重要的科研價(jià)值。本文所研制的沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)可為評(píng)價(jià)不同的材料結(jié)構(gòu)和金屬界面的抗沖擊磨損性能、吸能特性研究以及壽命預(yù)估提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文根據(jù)沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)的功能需求和技術(shù)指標(biāo),設(shè)計(jì)了開放性較高的多功能沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)通過機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)力控制沖擊微動(dòng)磨損、能量控制沖擊微動(dòng)磨損兩種試驗(yàn)功能。并實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊接觸力、沖擊接觸時(shí)間、沖擊界面變形、沖擊能量耗散、沖擊速度等試驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量。此外,以Zr-4合金管為研究對(duì)象,通過改變壁厚和管徑兩個(gè)途徑改變合金管徑厚比,考察其在恒定沖擊能量作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、損傷行為,探索其損傷機(jī)理。本論文中沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)的主要研究工作如下：(1)沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)需求分析結(jié)果,分別對(duì)伺服升降模塊、力控制沖擊微動(dòng)磨損模塊、能量控制沖擊微動(dòng)磨損模塊進(jìn)行系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì),完成對(duì)系統(tǒng)核心部件的選型、校核、定制、標(biāo)定。(2)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)首先完成對(duì)試驗(yàn)臺(tái)電氣系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。接著對(duì)伺服升降電氣系統(tǒng)、音圈電機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)采集分析系統(tǒng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì),并完成對(duì)伺服升降模塊、音圈電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行各系統(tǒng)模塊的集成調(diào)試,并闡述了測(cè)試信號(hào)的采集、處理、分析方法。(3)試驗(yàn)臺(tái)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)首先對(duì)試驗(yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和總體方案設(shè)計(jì),接著完成對(duì)通訊連接模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、位置調(diào)整模塊、試驗(yàn)機(jī)啟停模塊、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊等各子模塊的程序設(shè)計(jì)。最后集成調(diào)試各子程序模塊并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)整體控制界面。本論文還研究了不同徑厚比Zr-4合金管在恒定沖擊能量下沖擊微動(dòng)磨損性能,得出以下主要結(jié)論：(1)沖擊磨損的過程中,相同外徑的合金管隨著徑厚比的增加,沖擊接觸時(shí)間將延長(zhǎng),沖擊峰值力、能量吸收率、界面磨損程度將降低。(2)相同壁厚的合金管隨著徑厚比的增大,沖擊接觸時(shí)間將縮短,沖擊峰值力、能量吸收率、磨痕深度將降低。(3)相同外徑的合金管隨著抗彎截面系數(shù)的增加,最大變形量將減小,能量吸收率、沖擊峰值力、磨痕面積隨著增大；相同壁厚的合金管隨著抗彎截面系數(shù)的增加,最大變形量和能量吸收率都將隨著減小。(4)在室溫干態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下,隨著沖擊循環(huán)次數(shù)的增加,Zr-4合金管的磨痕深度和磨痕面積不斷增大,其磨損機(jī)制主要表現(xiàn)為氧化和接觸疲勞剝落。
【關(guān)鍵詞】：沖擊磨損 試驗(yàn)機(jī) 測(cè)控系統(tǒng) 能量耗散 Zr-4合金管 徑厚比
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH87;TH117.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第1章 緒論13-27
• 1.1 引言13-14
• 1.2 沖擊磨損國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀14-25
• 1.2.1 沖擊磨損研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 蒸汽發(fā)生器包殼管材料研究現(xiàn)狀15
• 1.2.3 沖擊磨損試驗(yàn)機(jī)研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.4 音圈電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀22-25
• 1.2.5 運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展現(xiàn)狀25
• 1.3 本論文的研究意義及內(nèi)容25-27
• 第2章 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)27-37
• 2.1 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)需求分析27-28
• 2.1.1 試驗(yàn)臺(tái)功能需求27-28
• 2.1.2 試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)指標(biāo)28
• 2.2 伺服升降模塊設(shè)計(jì)28-31
• 2.2.1 伺服升降模塊系統(tǒng)原理28-29
• 2.2.2 伺服升降模塊部件選型29-31
• 2.3 力控制沖擊磨損模塊設(shè)計(jì)31-33
• 2.3.1 力控制沖擊磨損模塊設(shè)計(jì)原理31-32
• 2.3.2 音圈電機(jī)選型32-33
• 2.4 能量控制沖擊磨損模塊設(shè)計(jì)33-36
• 2.4.1 能量控制沖擊磨損模塊系統(tǒng)原理33-34
• 2.4.2 運(yùn)動(dòng)控制器選型34-35
• 2.4.3 音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型35
• 2.4.4 力傳感器選型35-36
• 2.4.5 位移傳感器選型36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第3章 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)37-50
• 3.1 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)電氣系統(tǒng)框架37
• 3.2 伺服升降模塊電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.1 伺服升降模塊電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.2 伺服升降模塊運(yùn)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)39-40
• 3.2.3 系統(tǒng)調(diào)試40
• 3.3 音圈電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-46
• 3.3.1 音圈電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.3.2 音圈電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)42-45
• 3.3.3 系統(tǒng)測(cè)試45-46
• 3.4 信號(hào)采集分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)46-49
• 3.4.1 沖擊力與溫度測(cè)量46-47
• 3.4.2 沖擊變形量測(cè)量47-48
• 3.4.3 沖擊動(dòng)能耗散量測(cè)量48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)50-58
• 4.1 沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)上位機(jī)軟件開發(fā)需求分析50
• 4.2 軟件總體設(shè)計(jì)方案50-51
• 4.2.1 試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)軟件模塊劃分50-51
• 4.2.2 Labview軟件開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介51
• 4.3 試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)各程序模塊設(shè)計(jì)51-56
• 4.3.1 通訊連接模塊51-52
• 4.3.2 參數(shù)設(shè)置模塊52-53
• 4.3.3 位置調(diào)整模塊53-54
• 4.3.4 試驗(yàn)機(jī)啟停模塊54
• 4.3.5 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示模塊54-55
• 4.3.6 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊55-56
• 4.4 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 恒定沖擊能量下不同徑厚比的ZR-4合金管沖擊微動(dòng)磨損特性研究58-76
• 5.1 試驗(yàn)過程58-59
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)材料58-59
• 5.1.2 分析和測(cè)試59
• 5.2 不同壁厚的影響59-66
• 5.2.1 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析59-63
• 5.2.2 沖擊磨損形貌分析63-66
• 5.3 不同管徑的影響66-69
• 5.3.1 動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)分析66-68
• 5.3.2 沖擊磨損形貌分析68-69
• 5.4 抗彎截面系數(shù)的影響69-71
• 5.5 循環(huán)次數(shù)的影響71-74
• 5.6 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論及展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表專利及論文82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：753924