【摘要】：艦船設(shè)備在服役期間,因船體遭受炮火打擊、觸礁等原因造成沖擊損傷,導(dǎo)致艦船的戰(zhàn)斗力與生命力受到嚴(yán)重影響。因此,在艦船設(shè)備研制過程中,需對其進(jìn)行抗沖擊性能試驗(yàn),以確保其具有足夠的抗沖擊性能。盡管采用實(shí)船爆炸沖擊方式更貼合實(shí)際,但耗資巨大、試驗(yàn)周期長且安全無保障。為縮短研發(fā)周期,并節(jié)省經(jīng)費(fèi),有必要設(shè)計(jì)出一套性能優(yōu)良,易于操作的沖擊試驗(yàn)臺(tái)。本文研制的液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)采用沖擊擺錘分別從三個(gè)角度位置自由下擺,對安裝了被試件的試驗(yàn)臺(tái)板進(jìn)行不同強(qiáng)度的沖擊,以測試被試件的抗沖擊性能。該液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)由電液比例控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)位置控制,在所建立的數(shù)學(xué)模型及仿真模型的基礎(chǔ)上,通過對比分析,提出了相應(yīng)的控制策略;然后采用AMESim及MATLAB/Simulink軟件對試驗(yàn)的位置控制精度、自動(dòng)沖擊性能及防二次沖擊功能進(jìn)行仿真分析。本文的主要研究內(nèi)容及相關(guān)成果如下。1)在查閱相關(guān)文獻(xiàn)及調(diào)研分析的基礎(chǔ)上,對國內(nèi)外各類沖擊試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展概況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及理論分析方法等方面進(jìn)行了概述,明確了本文的研究目的及主要研究內(nèi)容。2)根據(jù)軍用沖擊試驗(yàn)臺(tái)的性能指標(biāo),研制出了一臺(tái)具有水平自動(dòng)沖擊及防二次沖擊功能的新型液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái),并對其核心部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。3)完成了液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì);通過對系統(tǒng)負(fù)載特性的分析,確定了液壓元件的型號(hào)及技術(shù)參數(shù);在所建立的電液比例閥控馬達(dá)液壓回路數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,采用MATLAB分析軟件對液壓回路的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析;明確了采用合適的控制策略以改善液壓回路控制性能的必要性。4)提出了采用位置/速度復(fù)合控制策略以減小擺錘運(yùn)動(dòng)過程出現(xiàn)的速度波動(dòng);并通過模糊PID控制與位置/速度復(fù)合控制策略相結(jié)合,以提高沖擊試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)精度;在此基礎(chǔ)上,完成了模糊PID控制器的設(shè)計(jì)。5)基于AMESim/Simulink聯(lián)合仿真平臺(tái),對液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)控制策略、水平自動(dòng)沖擊性能及防二次沖擊功能進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明:所研制的液壓自動(dòng)沖擊試驗(yàn)臺(tái)及采用的位置/速度復(fù)合控制及模糊PID控制策略能實(shí)現(xiàn)沖擊擺錘的位置精準(zhǔn)控制、轉(zhuǎn)動(dòng)速度平穩(wěn)、沖擊性能好,并具有防二次沖擊功能,滿足軍用沖擊試驗(yàn)臺(tái)的指標(biāo)要求,具有一定的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
【圖文】：

試驗(yàn)機(jī)有輕型沖擊機(jī)(LWSM)、中-1 所示。該輕型沖擊機(jī)為沖擊錘式試驗(yàn)，可對最大質(zhì)量達(dá)249. 7kg 的固定在沖擊臺(tái)A 上，水平?jīng)_擊錘臺(tái)的上部，該沖擊試驗(yàn)臺(tái)可對被驗(yàn)。

圖 1-1 輕型沖擊機(jī)機(jī)[14]結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。該中型沖擊試驗(yàn)機(jī)擺錘下擺產(chǎn)生強(qiáng)機(jī)械沖擊作用，以進(jìn)行沖錘減速及剎車。該沖擊試驗(yàn)機(jī)的主要性能臺(tái)質(zhì)量為2043kg ，測試頻率為60Hz ，，沖擊波形器安裝于試件安裝臺(tái)下，以檢測沖可產(chǎn)生3.4m/s的沖擊速度；可產(chǎn)生脈寬約最大位移為0.076m。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U674.7

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本文編號(hào)：2684844