【摘要】：鋼絲繩力學(xué)性能的好壞對(duì)安全生產(chǎn)尤為重要,為了準(zhǔn)確地研究鋼絲繩的實(shí)際性能就需要專用的試驗(yàn)機(jī)。本課題就是應(yīng)某索具企業(yè)的需求設(shè)計(jì)一套拉力試驗(yàn)設(shè)備,主要用于高強(qiáng)度鋼絲繩的出廠檢測(cè)。針對(duì)本課題主要完成的工作內(nèi)容以及相應(yīng)的研究結(jié)論有:(1)通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn),了解國(guó)內(nèi)外大型拉力試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定本文鋼絲繩拉力試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)方案。為了應(yīng)對(duì)鋼絲繩等較長(zhǎng)試件的檢測(cè),該拉力試驗(yàn)設(shè)備采用組裝式框架結(jié)構(gòu),并且依據(jù)鋼絲繩試件的幾何尺寸和力學(xué)性能,確定框架結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)參數(shù)。(2)利用SolidWorks軟件對(duì)鋼絲繩拉力試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)框架、橫梁結(jié)構(gòu)以及液壓缸等部件進(jìn)行三維建模,并通過有限元分析軟件ANSYS對(duì)試驗(yàn)機(jī)中關(guān)鍵承載部件進(jìn)行分析。其中主機(jī)框架所受的最大應(yīng)力值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了材料的屈服強(qiáng)度,并且最大變形量也不符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)分析結(jié)果對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部?jī)?yōu)化,優(yōu)化后框架的最大應(yīng)力為342.86MPa,最大變形量為4.268mm。從仿真結(jié)果看,符合強(qiáng)度和剛度要求。(3)根據(jù)技術(shù)要求完成試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),其中包括液壓原理圖的繪制、液壓元件的選型、主要集成塊的設(shè)計(jì)與分析。在對(duì)集成塊內(nèi)流場(chǎng)分析的過程中,探討了鉆孔后的刀尖角區(qū)域?qū)α黧w流動(dòng)性能的影響。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)機(jī)上主要液壓元件Moog伺服閥進(jìn)行深入分析與研究,并且比較準(zhǔn)確地分析出射流管偏轉(zhuǎn)角度與恢復(fù)壓力之間的函數(shù)關(guān)系。(4)利用AMESim軟件對(duì)拉力試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真,并引入PID控制算法,得到與基本要求相符的動(dòng)態(tài)性能。圍繞本文拉力試驗(yàn)機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,選擇實(shí)驗(yàn)室的伺服比例試驗(yàn)臺(tái)為測(cè)試平臺(tái),分別以比例溢流閥、Moog伺服閥為研究對(duì)象,通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)仿真模型的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

逡逑繩拉伸試驗(yàn)逡逑股試驗(yàn)而言，僅能反映制繩鋼絲的力學(xué)性能，，在實(shí)際生準(zhǔn)的鋼絲繩，在整繩破斷試驗(yàn)時(shí)并不達(dá)標(biāo)［１１］，因此，按繩進(jìn)行整繩破斷拉力試驗(yàn)。本文研宄的鋼絲繩拉力試驗(yàn)作整繩破斷拉力試驗(yàn)時(shí)，本文采用的試驗(yàn)方法為套環(huán)法繩廠家和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室都采用套環(huán)法，圖Ｕ為試樣制備首先將鋼絲繩試件套入到專用套管中，接著把試件頭部后將鋼絲繩用專用插銷固定于試驗(yàn)機(jī)兩頭進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，的啟發(fā)，制作簡(jiǎn)單而且成本很低［１２］。雖然套管的壓緊力，但是根據(jù)ＢＳＥＮ邋１３４１１—３—２００４套環(huán)與安全套環(huán)技須大于鋼絲繩最小破斷力，因此本文所述鋼絲繩拉力試

的靈活性、快速性和較高的控制精度，又具有液壓控制的大功率操作能力，還能與計(jì)算逡逑機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此電液控制在試驗(yàn)機(jī)中獲得愈來愈多的應(yīng)用。例如日本島津逡逑公司的電子拉力試驗(yàn)機(jī)ＵＨ—Ｆｌ［１５】（如圖１．２所示）、美國(guó)美特斯公司的疲勞試驗(yàn)機(jī)、逡逑美國(guó)英斯特朗公司設(shè)計(jì)的ＨＴＶ系列液壓萬能試驗(yàn)機(jī)［｜６丨（如圖１．３所示）以及德國(guó)茲維逡逑克公司研制的拉力試驗(yàn)機(jī)和沖擊試驗(yàn)機(jī)１｜７】，這些試驗(yàn)機(jī)都是采用電液伺服閥控制雙向逡逑缸，同時(shí)負(fù)載、變形、位移是通過閉環(huán)控制〖１８１，并具有數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的功能，電逡逑液伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制精度高，能作為各種智能控制算法的載體，從而逡逑進(jìn)行復(fù)雜控制［１９］。逡逑ｍ邐ｗ逡逑Ｂ邐Ｑ逡逑１邋ｍｌ邐Ｈ邐Ｉｍ逡逑圖１．２日本島津拉力試驗(yàn)機(jī)邐圖１．３英斯特朗萬能試驗(yàn)機(jī)逡逑ｌ邋ｉｇ．邋１．２邋Ｉ邋ｅｎｓｉｌｅ邋ｔｅｓｔ邋ｍａｃｌｉｉｎｅ邋ｏｆ邋Ｓｈｉｍａｄｚｕ邋Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邋ｏｆ邋Ｉｎｓｔｒｏｎ逡逑目前，大噸位液壓拉力試驗(yàn)機(jī)普遍應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件的拉伸試驗(yàn)上。德國(guó)卡爾申克公司逡逑為漢堡大學(xué)制造的２００００ｋＮ拉力試驗(yàn)機(jī)，美國(guó)美斯特為日本三菱重工設(shè)計(jì)的１００００ｋＮ逡逑拉力試驗(yàn)機(jī)，以及美國(guó)英斯特朗集團(tuán)設(shè)計(jì)的臥式框架拉力試驗(yàn)機(jī)丨圳１川，以上試驗(yàn)機(jī)都能逡逑用于鋼絲繩等較長(zhǎng)柔性件的拉伸試驗(yàn)，北京富力通達(dá)公司為北京工業(yè)大學(xué)專門設(shè)計(jì)了逡逑４００００ｋＮ多功能試驗(yàn)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH871

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2632137