本文關(guān)鍵詞：三向應(yīng)力管材試驗機(jī)控制研究

  更多相關(guān)文章： 三向應(yīng)力 復(fù)合加載 屈服準(zhǔn)則 厚壁管 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

【摘要】：探索材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服行為,對材料的成形過程預(yù)測和缺陷分析具有十分重要的指導(dǎo)意義。如內(nèi)高壓成形工藝中管件受軸向壓應(yīng)力及環(huán)向拉應(yīng)力作用,一個準(zhǔn)確的屈服準(zhǔn)則做指導(dǎo),可大大降低廢品率。為了對管材屈服行為的研究,本課題中采用電液伺服系統(tǒng),按照軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力和徑向應(yīng)力成一定關(guān)系加載,實現(xiàn)對厚壁管材屈服行為的研究。根據(jù)加載要求,設(shè)計三向應(yīng)力加載試驗機(jī)構(gòu),實現(xiàn)管材軸向壓力以及內(nèi)外壁表面均布壓力的加載,可以針對鋁合金、不銹鋼等不同材料的管材進(jìn)行屈服行為的研究,對于不同尺寸的管材加載,使用不同尺寸的模具。推導(dǎo)初始加載階段管材中間位置的三向應(yīng)力(軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力、徑向應(yīng)力)求解公式,通過有限元分析軟件ABAQUS預(yù)測管材在不同加載條件下塑性變形階段的變形趨勢,根據(jù)變形的不同推導(dǎo)修正公式,在實驗過程中通過這些公式保證各方向應(yīng)力之間的比例關(guān)系。對試驗機(jī)的物理模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。使用Simulink以及AMESim兩種軟件進(jìn)行仿真分析,分別通過頻域和時域的角度分析系統(tǒng)的性能。設(shè)計兩種控制器,其中PID為傳統(tǒng)算法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為智能算法,根據(jù)調(diào)試后的控制效果應(yīng)用一種控制器于實際試驗中。根據(jù)系統(tǒng)需求,設(shè)計控制系統(tǒng)硬件。采用C++Builder軟件編寫控制系統(tǒng)程序,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、應(yīng)力的實時計算監(jiān)測,以及對三個伺服閥的控制等工作,對控制系統(tǒng)界面進(jìn)行優(yōu)化處理,改善配色方案,保證該系統(tǒng)易學(xué)易用。最后搭建實驗平臺,完成調(diào)試工作,解決實驗中遇到的各種問題,最終完成一個穩(wěn)定的、方便實用的三向應(yīng)力加載試驗機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：三向應(yīng)力 復(fù)合加載 屈服準(zhǔn)則 厚壁管 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH87;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 材料試驗機(jī)的發(fā)展概況11-15
• 1.2.1 材料試驗機(jī)的發(fā)展歷程11-12
• 1.2.2 復(fù)合加載試驗機(jī)簡介12-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 系統(tǒng)加載方案設(shè)計及負(fù)載分析17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 系統(tǒng)加載方案設(shè)計17-22
• 2.2.1 加載對象介紹17-18
• 2.2.2 功能需求分析18
• 2.2.3 裝夾模具設(shè)計18-19
• 2.2.4 安全分析與設(shè)計19-20
• 2.2.5 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計20-22
• 2.3 負(fù)載分析22-32
• 2.3.1 彈性變形階段分析22-24
• 2.3.2 塑性變形階段分析24-29
• 2.3.3 三軸應(yīng)變片數(shù)據(jù)修正29-30
• 2.3.4 軸向曲率半徑公式推導(dǎo)30-31
• 2.3.5 中間層應(yīng)變與壁厚公式推導(dǎo)31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 系統(tǒng)建模與仿真分析33-50
• 3.1 引言33
• 3.2 各方向加載力間的耦合分析33-35
• 3.2.1 內(nèi)外壓力對軸向力的耦合分析33-34
• 3.2.2 軸向力對內(nèi)外壓力的耦合分析34-35
• 3.2.3 內(nèi)外壓力之間的耦合分析35
• 3.3 試驗系統(tǒng)建模分析35-42
• 3.3.1 閥控非對稱缸動力機(jī)構(gòu)建模36-39
• 3.3.2 負(fù)載物理模型分析39
• 3.3.3 系統(tǒng)主要元件選型及其數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)39-40
• 3.3.4 電液伺服系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型推導(dǎo)40-42
• 3.4 試驗系統(tǒng)Simulink仿真分析42-46
• 3.4.1 軸向液壓缸力控制系統(tǒng)仿真分析42-44
• 3.4.2 內(nèi)增壓器壓力控制系統(tǒng)仿真分析44-45
• 3.4.3 復(fù)合加載仿真分析45-46
• 3.5 試驗系統(tǒng)AMESim仿真分析46-49
• 3.5.1 AMESim模型建立46-47
• 3.5.2 復(fù)合加載仿真分析47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 第4章 試驗系統(tǒng)控制器設(shè)計50-57
• 4.1 引言50
• 4.2 PID控制算法50-52
• 4.2.1 模擬PID與數(shù)字PID50-51
• 4.2.2 數(shù)字PID改進(jìn)算法51
• 4.2.3 PID控制器設(shè)計51-52
• 4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法52-56
• 4.3.1 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID算法52-54
• 4.3.2 控制器仿真分析54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 試驗系統(tǒng)實驗研究57-77
• 5.1 引言57
• 5.2 實驗臺簡介57-58
• 5.3 實驗臺控制系統(tǒng)設(shè)計58-61
• 5.3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計58-60
• 5.3.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計60-61
• 5.4 系統(tǒng)的單通道參數(shù)辨識61-65
• 5.4.1 輸入信號設(shè)計62-63
• 5.4.2 軸向液壓缸系統(tǒng)參數(shù)辨識63-64
• 5.4.3 內(nèi)增壓器系統(tǒng)參數(shù)辨識64-65
• 5.5 單通道系統(tǒng)實驗分析65-70
• 5.5.1 控制器驗證實驗分析65-66
• 5.5.2 軸向力控制系統(tǒng)實驗分析66-67
• 5.5.3 內(nèi)壓力控制系統(tǒng)實驗分析67-68
• 5.5.4 單向加載實驗分析68-70
• 5.6 復(fù)合加載系統(tǒng)實驗分析70-76
• 5.6.1 耦合特性實驗分析70-72
• 5.6.2 復(fù)合加載實驗分析72-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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本文編號：1123149