本文關(guān)鍵詞：大型結(jié)構(gòu)件疲勞試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 大型結(jié)構(gòu)件 加載 力控制 非對(duì)稱閥 非對(duì)稱缸

【摘要】：大型結(jié)構(gòu)件在船舶中使用越來越廣泛。船舶在運(yùn)行過程中,會(huì)受到許多周期性的載荷如波浪、風(fēng)載等作用,導(dǎo)致大型結(jié)構(gòu)件因疲勞而產(chǎn)生破壞,從而影響船舶的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)威脅相關(guān)人員的生命安全并造成極大經(jīng)濟(jì)損失。研究大型結(jié)構(gòu)件的疲勞性能,需要對(duì)大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。由于大型結(jié)構(gòu)件所受負(fù)載比較復(fù)雜,因此對(duì)疲勞試驗(yàn)加載系統(tǒng)提出了高精度、高響應(yīng)以及大負(fù)載的要求。電液伺服系統(tǒng)具有體積小、重量輕、控制精度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),為該加載系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。本文針對(duì)一個(gè)大型結(jié)構(gòu)件疲勞加載試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的研發(fā)課題,在分析了電液力伺服控制系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本課題加載力大、精度高的特點(diǎn),通過方案優(yōu)選、仿真分析,設(shè)計(jì)和開發(fā)了該試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng),并完成了系統(tǒng)的調(diào)試工作。具體研究工作如下。首先確定了試驗(yàn)臺(tái)合理的控制方式。結(jié)合本課題中疲勞試驗(yàn)臺(tái)空間有限且負(fù)載大等特點(diǎn),提出了占地較少、加載力大的非對(duì)稱閥控制非對(duì)稱缸的力控制方式,并通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行理論分析,驗(yàn)證了控制方式的合理性。其次通過分析多種被試結(jié)構(gòu)件的受力特點(diǎn),基于滿足多種型號(hào)被試件的考慮,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)臺(tái)液壓油源系統(tǒng)和液壓加載控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并利用AMESIM對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真和校正,為系統(tǒng)調(diào)試奠定了基礎(chǔ)。最后,對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),包括硬件和軟件兩部分,硬件部分包括工控機(jī)及數(shù)據(jù)采集板卡的選擇和濾波電路的設(shè)計(jì),軟件部分的工作是完成了疲勞試驗(yàn)臺(tái)控制程序的設(shè)計(jì),基于積分分離的PID控制方法,實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)的高精度控制。課題所設(shè)計(jì)的疲勞試驗(yàn)臺(tái)可實(shí)現(xiàn)大載荷、較高頻率疲勞試驗(yàn)。其加載機(jī)構(gòu)獨(dú)立靈活,可以極為方便的改變加載機(jī)構(gòu)的組合方式以滿足不同結(jié)構(gòu)件疲勞試驗(yàn)需要。目前該試驗(yàn)臺(tái)已投入實(shí)際使用,累積加載次數(shù)超過千萬次,試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行平穩(wěn),效果良好。
【關(guān)鍵詞】：大型結(jié)構(gòu)件 加載 力控制 非對(duì)稱閥 非對(duì)稱缸
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U661.43;U661.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究背景和意義10-11
• 1.3 電液力伺服控制系統(tǒng)概述11-12
• 1.4 電液伺服疲勞試驗(yàn)臺(tái)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.5 電液伺服疲勞試驗(yàn)臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 2 疲勞試驗(yàn)臺(tái)加載控制方式設(shè)計(jì)及分析16-30
• 2.1 液壓控制方式設(shè)計(jì)16-20
• 2.2 閥控制非對(duì)稱缸兩腔壓力特性分析20-23
• 2.3 非對(duì)稱閥控非對(duì)稱缸加載系統(tǒng)傳遞函數(shù)23-28
• 2.4 試驗(yàn)臺(tái)加載系統(tǒng)傳遞函數(shù)具體形式及穩(wěn)定性分析28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 疲勞試驗(yàn)臺(tái)加載系統(tǒng)組成及仿真30-44
• 3.1 試驗(yàn)臺(tái)負(fù)載情況分析30-31
• 3.2 試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-38
• 3.4 仿真平臺(tái)介紹38
• 3.5 系統(tǒng)仿真38-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 4 疲勞試驗(yàn)臺(tái)控制臺(tái)設(shè)計(jì)44-55
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件選擇44-47
• 4.2 軟件開發(fā)平臺(tái)介紹47-48
• 4.3 控制軟件設(shè)計(jì)48-53
• 4.4 驗(yàn)證試驗(yàn)53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 全文總結(jié)55-56
• 5.2 課題展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況63

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