本文關鍵詞：低速沖擊微動磨損試驗臺的研制及實驗研究

  更多相關文章： 沖擊磨損 試驗機 測控系統(tǒng) 能量耗散 Zr-4合金管 徑厚比

【摘要】：沖擊微動磨損所誘發(fā)的機械零部件失效廣泛存在于電力系統(tǒng)、石化裝備、礦山機械、海洋機械、航空航天等領域,給重大設備的安全運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磨損工況的沖擊微動磨損試驗機具有十分重要的科研價值。本文所研制的沖擊微動磨損試驗臺可為評價不同的材料結(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估提供重要的實驗依據(jù)。本文根據(jù)沖擊微動磨損試驗機的功能需求和技術指標,設計了開放性較高的多功能沖擊微動磨損試驗臺。該試驗臺通過機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行,可實現(xiàn)力控制沖擊微動磨損、能量控制沖擊微動磨損兩種試驗功能。并實現(xiàn)對沖擊接觸力、沖擊接觸時間、沖擊界面變形、沖擊能量耗散、沖擊速度等試驗參數(shù)的測量。此外,以Zr-4合金管為研究對象,通過改變壁厚和管徑兩個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態(tài)響應、損傷行為,探索其損傷機理。本論文中沖擊微動磨損試驗機的主要研究工作如下：(1)沖擊微動磨損試驗臺系統(tǒng)整體設計根據(jù)試驗臺需求分析結(jié)果,分別對伺服升降模塊、力控制沖擊微動磨損模塊、能量控制沖擊微動磨損模塊進行系統(tǒng)原理設計、機械結(jié)構(gòu)設計、外觀設計,完成對系統(tǒng)核心部件的選型、校核、定制、標定。(2)試驗臺系統(tǒng)硬件電路設計首先完成對試驗臺電氣系統(tǒng)的整體設計。接著對伺服升降電氣系統(tǒng)、音圈電機控制系統(tǒng)、信號采集分析系統(tǒng)進行電路設計,并完成對伺服升降模塊、音圈電機控制系統(tǒng)的運動控制程序設計。最后進行各系統(tǒng)模塊的集成調(diào)試,并闡述了測試信號的采集、處理、分析方法。(3)試驗臺上位機軟件設計首先對試驗臺軟件系統(tǒng)進行需求分析和總體方案設計,接著完成對通訊連接模塊、參數(shù)設置模塊、位置調(diào)整模塊、試驗機啟停模塊、數(shù)據(jù)動態(tài)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集存儲模塊等各子模塊的程序設計。最后集成調(diào)試各子程序模塊并設計出系統(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,沖擊接觸時間將延長,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)實驗條件下,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,其磨損機制主要表現(xiàn)為氧化和接觸疲勞剝落。
【關鍵詞】：沖擊磨損 試驗機 測控系統(tǒng) 能量耗散 Zr-4合金管 徑厚比
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 沖擊磨損國內(nèi)外相關研究現(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 沖擊磨損試驗機研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.4 音圈電機發(fā)展現(xiàn)狀22-25
• 1.2.5 運動控制器發(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 沖擊微動磨損試驗臺系統(tǒng)總體設計27-37
• 2.1 沖擊微動磨損試驗臺需求分析27-28
• 2.1.1 試驗臺功能需求27-28
• 2.1.2 試驗臺技術指標28
• 2.2 伺服升降模塊設計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計31-33
• 2.3.1 力控制沖擊磨損模塊設計原理31-32
• 2.3.2 音圈電機選型32-33
• 2.4 能量控制沖擊磨損模塊設計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 運動控制器選型34-35
• 2.4.3 音圈電機驅(qū)動器選型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 沖擊微動磨損試驗臺系統(tǒng)硬件電路設計37-50
• 3.1 沖擊微動磨損試驗臺電氣系統(tǒng)框架37
• 3.2 伺服升降模塊電氣系統(tǒng)設計37-40
• 3.2.1 伺服升降模塊電路設計38-39
• 3.2.2 伺服升降模塊運動控制程序設計39-40
• 3.2.3 系統(tǒng)調(diào)試40
• 3.3 音圈電機控制系統(tǒng)設計40-46
• 3.3.1 音圈電機控制電路設計41-42
• 3.3.2 音圈電機運動控制程序設計42-45
• 3.3.3 系統(tǒng)測試45-46
• 3.4 信號采集分析系統(tǒng)設計46-49
• 3.4.1 沖擊力與溫度測量46-47
• 3.4.2 沖擊變形量測量47-48
• 3.4.3 沖擊動能耗散量測量48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第4章 沖擊微動磨損試驗臺上位機軟件設計50-58
• 4.1 沖擊微動磨損試驗臺上位機軟件開發(fā)需求分析50
• 4.2 軟件總體設計方案50-51
• 4.2.1 試驗臺控制系統(tǒng)軟件模塊劃分50-51
• 4.2.2 Labview軟件開發(fā)平臺簡介51
• 4.3 試驗機控制系統(tǒng)各程序模塊設計51-56
• 4.3.1 通訊連接模塊51-52
• 4.3.2 參數(shù)設置模塊52-53
• 4.3.3 位置調(diào)整模塊53-54
• 4.3.4 試驗機啟停模塊54
• 4.3.5 數(shù)據(jù)動態(tài)顯示模塊54-55
• 4.3.6 數(shù)據(jù)采集存儲模塊55-56
• 4.4 系統(tǒng)界面設計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合金管沖擊微動磨損特性研究58-76
• 5.1 試驗過程58-59
• 5.1.1 實驗材料58-59
• 5.1.2 分析和測試59
• 5.2 不同壁厚的影響59-66
• 5.2.1 動力學數(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 動力學數(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79-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表專利及論文82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 屠禮明;張金龍;徐啟迪;姚美意;周邦新;;Zr-0.7Sn-1Nb-0.03Fe-xCu-xGe(x=0,0.05,0.2)合金在400℃/10.3MPa過熱蒸汽中耐腐蝕性能的研究[J];稀有金屬材料與工程;2015年06期

2 鄭天江;宋孫浩;楊亞威;張馳;楊桂林;;基于實時Linux的網(wǎng)絡化開放式運動控制器研究[J];制造業(yè)自動化;2015年10期

3 楊忠波;趙文金;苗志;程竹青;;Zr-XSn-1Nb-0.3Fe(X=0~1.5)合金的腐蝕行為研究[J];稀有金屬材料與工程;2015年05期

4 黃嬌;徐啟迪;姚美意;陳文覺;張金龍;周邦新;李強;沈劍韻;;Zr-1Nb-XBi合金在400℃過熱蒸汽中的耐腐蝕性能[J];稀有金屬材料與工程;2015年01期

5 林勇強;王勇;馮屹朝;;開放式運動控制器技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];信息技術;2010年05期

6 彭朋;陳國明;;深水鉆井隔水管多模式損傷評估[J];石油礦場機械;2009年07期

7 王艷;石心余;蔡立君;周仲榮;;新型小載荷沖擊磨損試驗機的研制及其實驗研究[J];摩擦學學報;2007年05期

8 丁訓慎;;蒸汽發(fā)生器傳熱管的微振磨損及其防護[J];核安全;2006年03期

9 張大衛(wèi);馮曉梅;;音圈電機的技術原理[J];中北大學學報(自然科學版);2006年03期

10 郗志剛,周宏甫;運動控制器的發(fā)展與現(xiàn)狀[J];電氣傳動自動化;2005年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 唐力晨;霍永忠;丁淑蓉;陳力奮;錢浩;謝永誠;寧東;劉家正;;燃料棒包殼管的微動損傷分析[A];第十七屆全國反應堆結(jié)構(gòu)力學會議論文集[C];2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱琳;磁控共濺射制備農(nóng)機觸土部件材料表面耐磨復合涂層研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2015年

2 陳彭;輕水堆核電站燃料棒破損性狀分析程序的開發(fā)[D];中國原子能科學研究院;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何明超;基于STM32F4的碼垛機器人運動控制器研究[D];上海交通大學;2015年

，

本文編號：753924