發(fā)布時(shí)間：2017-03-19 04:00

  本文關(guān)鍵詞：高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種基于共振原理的電磁諧振式金屬材料試驗(yàn)機(jī),它用于測(cè)定金屬及其合金在室溫狀態(tài)下拉伸、壓縮的疲勞性能,其特點(diǎn)是高負(fù)荷、高頻率、低消耗,從而縮短試驗(yàn)時(shí)間,降低試驗(yàn)費(fèi)用,是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的主要測(cè)試設(shè)備之一。目前,高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)存在的主要問題是試件剛度變化過程中系統(tǒng)的控制:固有頻率的實(shí)時(shí)跟蹤和振動(dòng)載荷的精確控制。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必須建立精確的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行相應(yīng)的理論、仿真及實(shí)驗(yàn)研究,本文所做的主要研究工作如下: 1、提出了標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試件的懸臂梁模型,從應(yīng)力函數(shù)出發(fā)建立了試件等效剛度的表達(dá)式,最后分析了試件尺寸、材料等因素對(duì)剛度的影響。 2、利用有限元分析軟件對(duì)試件的模態(tài)和諧響應(yīng)進(jìn)行分析,計(jì)算試件本身的固有頻率并得出裂紋擴(kuò)展時(shí)固有頻率隨裂紋長(zhǎng)度的變化規(guī)律。 3、闡述了高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理,建立了試件未出現(xiàn)裂紋時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型;分析了系統(tǒng)的固有頻率、振動(dòng)振幅和小阻尼系統(tǒng)的最大振幅;最后在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析。 4、建立了疲勞擴(kuò)展時(shí)變系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,利用疲勞裂紋檢測(cè)系統(tǒng)記錄裂紋長(zhǎng)度和時(shí)間的關(guān)系,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)試件出現(xiàn)裂紋時(shí)的系統(tǒng)固有頻率、試件最大振幅進(jìn)行了理論分析。 5、搭建了基于虛擬儀器技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了系統(tǒng)未知參數(shù)的辨識(shí),并驗(yàn)證了剛度、固有頻率和最大振幅隨裂紋長(zhǎng)度及時(shí)間的變化趨勢(shì)。 本論文對(duì)高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的分析和研究工作,為高頻疲勞試驗(yàn)的頻率和載荷的高精度控制提供了理論基礎(chǔ),為疲勞試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：高頻疲勞試驗(yàn)機(jī) 系統(tǒng)建模仿真 動(dòng)態(tài)特性 剛度模型 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH871.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題來源12
• 1.2 課題研究的背景和意義12-14
• 1.3 疲勞試驗(yàn)介紹14-15
• 1.4 高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)介紹15-17
• 1.4.1 主機(jī)結(jié)構(gòu)說明15-16
• 1.4.2 試驗(yàn)過程說明16-17
• 1.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5.2 該課題的發(fā)展趨勢(shì)19-20
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第2章 試件剛度模型分析22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 試件剛度模型建立22-28
• 2.2.1 對(duì)稱懸臂梁模型分析23-24
• 2.2.2 應(yīng)力函數(shù)和邊界條件24-25
• 2.2.3 求積分常數(shù)及加載點(diǎn)位移25-28
• 2.2.4 隨裂紋變化的等效剛度28
• 2.3 試件剛度的影響因素分析28-31
• 2.3.1 切口長(zhǎng)度對(duì)剛度的影響29-30
• 2.3.2 試件厚度對(duì)剛度的影響30
• 2.3.3 試件材料對(duì)剛度的影響30-31
• 2.4 本章小節(jié)31-32
• 第3章 緊湊拉伸試件動(dòng)態(tài)有限元分析32-41
• 3.1 引言32
• 3.2 有限元分析簡(jiǎn)介32-34
• 3.2.1 ANSYS有限元分析軟件簡(jiǎn)介32-33
• 3.2.2 動(dòng)力學(xué)分析類型33-34
• 3.3 試件模型參數(shù)34-35
• 3.4 緊湊拉伸試件的模態(tài)分析35-37
• 3.4.1 模態(tài)分析方法35-36
• 3.4.2 模態(tài)分析的步驟36-37
• 3.5 緊湊拉伸試件的諧響應(yīng)分析37-39
• 3.6 有限元結(jié)果分析39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 第4章 高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析41-58
• 4.1 引言41
• 4.2 電磁激振系統(tǒng)分析41-43
• 4.2.1 電磁激振器結(jié)構(gòu)及工作原理41-42
• 4.2.2 電磁力的計(jì)算42-43
• 4.3 無(wú)阻尼情況下的系統(tǒng)建模與分析43-52
• 4.3.1 系統(tǒng)模型簡(jiǎn)化43-44
• 4.3.2 系統(tǒng)分類及力學(xué)分析44-45
• 4.3.3 系統(tǒng)固有頻率計(jì)算45-47
• 4.3.4 系統(tǒng)振幅計(jì)算47-48
• 4.3.5 試件剛度、固有頻率及振幅的關(guān)系分析48-52
• 4.4 有阻尼情況下的系統(tǒng)建模與分析52-57
• 4.4.1 有阻尼情況下系統(tǒng)幅頻特性曲線53-55
• 4.4.2 有阻尼情況下系統(tǒng)共振振幅分析55-57
• 4.5 本章小節(jié)57-58
• 第5章 裂紋擴(kuò)展時(shí)變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析58-68
• 5.1 引言58
• 5.2 無(wú)阻尼裂紋擴(kuò)展時(shí)變系統(tǒng)的特性分析58-59
• 5.3 有阻尼裂紋擴(kuò)展時(shí)變系統(tǒng)的特性分析59-60
• 5.4 疲勞裂紋檢測(cè)系統(tǒng)60-65
• 5.4.1 檢測(cè)系統(tǒng)總體框架61-62
• 5.4.2 裂紋時(shí)變曲線檢測(cè)流程62-63
• 5.4.3 裂紋隨時(shí)間變化分析63-65
• 5.5 固有頻率隨時(shí)間變化分析65-66
• 5.6 試件最大振幅隨時(shí)間變化分析66-67
• 5.7 本章小節(jié)67-68
• 第6章 基于虛擬儀器技術(shù)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)研究68-83
• 6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募翱傮w框架68-69
• 6.2 實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)搭建69-73
• 6.2.1 振動(dòng)信號(hào)調(diào)理71-72
• 6.2.1.1 傳感器選擇71
• 6.2.1.2 加速度信號(hào)調(diào)理設(shè)備選擇71-72
• 6.2.2 激振器輸入信號(hào)調(diào)理72-73
• 6.2.2.1 傳感器選擇72-73
• 6.2.2.2 NI測(cè)量模塊選擇73
• 6.3 軟件的整體設(shè)計(jì)73-79
• 6.3.1 概述73-74
• 6.3.2 軟件流程設(shè)計(jì)74-75
• 6.3.3 軟件系統(tǒng)功能模塊75-76
• 6.3.4 信號(hào)采集處理系統(tǒng)76-77
• 6.3.4.1 多路信號(hào)同步采集76
• 6.3.4.2 信號(hào)同步響應(yīng)處理76-77
• 6.3.5 系統(tǒng)辨識(shí)77-79
• 6.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析79-82
• 6.4.1 線性定常系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)79-80
• 6.4.2 非線性慢變系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)80-82
• 6.5 本章小節(jié)82-83
• 第7章 總結(jié)與展望83-85
• 7.1 總結(jié)83
• 7.2 展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 致謝89-90
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果90

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王智祥;張?chǎng)?張繼祥;;2205雙相不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)疲勞裂紋擴(kuò)展速率研究[J];重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 姜偉;羅劍波;;高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器中的頻率掃描實(shí)現(xiàn)[A];第八屆全國(guó)振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集摘要[C];2003年

2 干瑞杰;李超;楊文俊;張亦良;;疲勞損傷的磁記憶可行性研究[A];北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 張妮;高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

2 劉小星;基于DSP的高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)控制器的研制[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

3 陳海明;高頻激振控制器的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2005年

4 云艷;諧振式材料疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)振動(dòng)載荷的模型預(yù)測(cè)控制技術(shù)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

5 陳育萌;基于VI的高頻疲勞試驗(yàn)及系統(tǒng)分析軟件集成技術(shù)的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

6 商執(zhí)一;風(fēng)光柴蓄復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：255451