50KN電液伺服疲勞試驗機關鍵技術研究
發(fā)布時間：2021-07-29 22:11
輕量化是汽車降低能耗的重要手段,汽車關鍵零部件都是采用螺紋緊固件聯接。對于緊固件,其軸向疲勞強度是一個重要參量,是保證聯接強度和服役壽命的關鍵指標,其測量設備是疲勞試驗機。電液疲勞試驗機是疲勞試驗機的重要組成部分,其性能好壞直接影響所測試的可信度及測試效率。本課題在傳統(tǒng)電液伺服疲勞試驗機的基礎上,針對其存在的對不同負載適應性差及系統(tǒng)操作智能性差的問題,采用數學模型及電液聯合仿真分析的方法,展開了新型電液伺服疲勞試驗機的研究,以提高控制系統(tǒng)對不同負載的適應性及系統(tǒng)的智能性。本文主要做了以下研究工作:（1）針對緊固件的類型進行了疲勞試驗機的主金屬結構、升降機構、夾緊機構、以及伺服作動機構的設計,并通過三維軟件建立了疲勞試驗機的三維模型。針對疲勞試驗機的動作要求,對疲勞試驗機進行了液壓系統(tǒng)的設計,并針對系統(tǒng)要求,對伺服控制系統(tǒng)的主要液壓元件進行了計算選型,為后續(xù)數學建模和仿真的分析奠定基礎。（2）根據疲勞試驗機的電液伺服控制系統(tǒng)的組成,分別建立了伺服閥、閥控作動器、放大器、傳感器的數學模型,并推導出電液伺服控制系統(tǒng)的傳遞函數框圖。根據此傳遞函數,利用MATLAB對控制系統(tǒng)進行了階躍時域響應分...
【文章來源】：河南工業(yè)大學河南省
【文章頁數】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
螺紋緊固件軸向疲勞性能曲線
第一章緒論3(a)彎曲式機械疲勞試驗機(b)往復式機械疲勞試驗機圖1-2直接式機械疲勞試驗機工作原理間接式疲勞試驗機所施加的交變載荷主要依靠中間機構產生，其結構形式為離心式和諧振式[12]。離心式疲勞試驗機的工作原理是通過偏心質量塊的的旋轉運動產生交變載荷（見圖1-3所示）。該型試驗機能夠輸出很大較交變載荷，振幅和頻率能夠自由調整，但其所產生的交變載荷容易產生很大失真度的波形失真。圖1-3離心式機械疲勞試驗機工作原理綜上所述：機械式疲勞試驗機的優(yōu)點是交變載荷產生工作原理簡單、易于實現且加工成本小，缺點是工作頻率較低、波形失真較大、不能實現閉環(huán)控制、不能夠進行隨機性的疲勞測試。受其固有性能的局限，機械式疲勞試驗機主要用于低頻、高振幅等場合[13]，例如螺紋緊固件的橫向震動測試。隨著應用工況復雜性的增加，機械式疲勞試驗機的應用工況和場合越來越少。2）氣動式疲勞試驗機氣動式疲勞試驗機是以氣壓源作為動力，通過電氣控制氣動伺服閥改變氣缸不同腔體的進氣量實現對于被測試樣疲勞測試的目的，具體結構參見圖1-4所示。氣動疲勞試驗機主要由作動器（氣缸）、電氣伺服閥以及氣壓源和周邊配件構成。該類疲勞試驗機的主要優(yōu)點是容易控制載荷的輸出，通過波形發(fā)生器實現交變載荷波形的控制，另外動力原料為空氣，不會造成環(huán)境污染。但是其輸出的交變載荷波形容易產生失真，頻率范圍較低，主要用于剛度較小試樣的疲勞特性測試[14]。
第一章緒論3(a)彎曲式機械疲勞試驗機(b)往復式機械疲勞試驗機圖1-2直接式機械疲勞試驗機工作原理間接式疲勞試驗機所施加的交變載荷主要依靠中間機構產生，其結構形式為離心式和諧振式[12]。離心式疲勞試驗機的工作原理是通過偏心質量塊的的旋轉運動產生交變載荷（見圖1-3所示）。該型試驗機能夠輸出很大較交變載荷，振幅和頻率能夠自由調整，但其所產生的交變載荷容易產生很大失真度的波形失真。圖1-3離心式機械疲勞試驗機工作原理綜上所述：機械式疲勞試驗機的優(yōu)點是交變載荷產生工作原理簡單、易于實現且加工成本小，缺點是工作頻率較低、波形失真較大、不能實現閉環(huán)控制、不能夠進行隨機性的疲勞測試。受其固有性能的局限，機械式疲勞試驗機主要用于低頻、高振幅等場合[13]，例如螺紋緊固件的橫向震動測試。隨著應用工況復雜性的增加，機械式疲勞試驗機的應用工況和場合越來越少。2）氣動式疲勞試驗機氣動式疲勞試驗機是以氣壓源作為動力，通過電氣控制氣動伺服閥改變氣缸不同腔體的進氣量實現對于被測試樣疲勞測試的目的，具體結構參見圖1-4所示。氣動疲勞試驗機主要由作動器（氣缸）、電氣伺服閥以及氣壓源和周邊配件構成。該類疲勞試驗機的主要優(yōu)點是容易控制載荷的輸出，通過波形發(fā)生器實現交變載荷波形的控制，另外動力原料為空氣，不會造成環(huán)境污染。但是其輸出的交變載荷波形容易產生失真，頻率范圍較低，主要用于剛度較小試樣的疲勞特性測試[14]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于自適應模糊PID的鋼板橫剪生產線多電機同步控制系統(tǒng)設計[J]. 侯崇升. 制造業(yè)自動化. 2013(17)
[2]Separate Control of High Frequency Electro-hydraulic Vibration Exciter[J]. JIA Wen’ang,RUAN Jian~*,and REN Yan The Key Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation of Ministry of Education, Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(02)
[3]金屬材料超高周疲勞研究進展[J]. 胡燕慧,張崢,鐘群鵬,韓邦成. 機械強度. 2009(06)
[4]電液伺服地震體驗系統(tǒng)設計[J]. 褚衍清,張忠偉,余亞超,阮健. 浙江工業(yè)大學學報. 2009(05)
[5]數字式自適應動態(tài)電液疲勞試驗機的摩擦力分析及補償研究[J]. 任昌山,李長春,顧凱. 液壓氣動與密封. 2009(01)
[6]超磁致伸縮伺服閥的參數設計與優(yōu)化研究[J]. 朱玉川,鮑和云,王傳禮. 中國機械工程. 2008(20)
[7]電液伺服疲勞試驗機波形幅值的模糊補償[J]. 張福波,王貴橋,杜林秀,王國棟. 振動、測試與診斷. 2008(02)
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[9]電液伺服疲勞試驗機控制系統(tǒng)的研究[J]. 梁蕊,唐永哲,王靜. 傳感技術學報. 2007(02)
[10]基于DSP和FPGA的四軸伺服控制器的硬件設計[J]. 朱德榮,溫廣宇. 煤礦機械. 2006(10)
博士論文
[1]基于可拓控制策略的材料試驗機電液比例控制系統(tǒng)的研究[D]. 王長陶.浙江大學 2002
碩士論文
[1]電液高頻疲勞試驗機的控制系統(tǒng)設計研究[D]. 胡俊飛.浙江工業(yè)大學 2015
[2]電磁諧振式疲勞試驗系統(tǒng)設計及其性能評估研究[D]. 陳大為.浙江理工大學 2015
[3]電液伺服三通道試驗機優(yōu)化設計與性能分析[D]. 楊慶明.山東大學 2011
[4]受拉鋼桿件低周疲勞壽命試驗研究[D]. 張文進.武漢理工大學 2010
[5]PL50型電液伺服疲勞試驗機系統(tǒng)設計及研究[D]. 項寶勝.東北大學 2008
本文編號：3310151
【文章來源】：河南工業(yè)大學河南省
【文章頁數】：67 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
螺紋緊固件軸向疲勞性能曲線
第一章緒論3(a)彎曲式機械疲勞試驗機(b)往復式機械疲勞試驗機圖1-2直接式機械疲勞試驗機工作原理間接式疲勞試驗機所施加的交變載荷主要依靠中間機構產生，其結構形式為離心式和諧振式[12]。離心式疲勞試驗機的工作原理是通過偏心質量塊的的旋轉運動產生交變載荷（見圖1-3所示）。該型試驗機能夠輸出很大較交變載荷，振幅和頻率能夠自由調整，但其所產生的交變載荷容易產生很大失真度的波形失真。圖1-3離心式機械疲勞試驗機工作原理綜上所述：機械式疲勞試驗機的優(yōu)點是交變載荷產生工作原理簡單、易于實現且加工成本小，缺點是工作頻率較低、波形失真較大、不能實現閉環(huán)控制、不能夠進行隨機性的疲勞測試。受其固有性能的局限，機械式疲勞試驗機主要用于低頻、高振幅等場合[13]，例如螺紋緊固件的橫向震動測試。隨著應用工況復雜性的增加，機械式疲勞試驗機的應用工況和場合越來越少。2）氣動式疲勞試驗機氣動式疲勞試驗機是以氣壓源作為動力，通過電氣控制氣動伺服閥改變氣缸不同腔體的進氣量實現對于被測試樣疲勞測試的目的，具體結構參見圖1-4所示。氣動疲勞試驗機主要由作動器（氣缸）、電氣伺服閥以及氣壓源和周邊配件構成。該類疲勞試驗機的主要優(yōu)點是容易控制載荷的輸出，通過波形發(fā)生器實現交變載荷波形的控制，另外動力原料為空氣，不會造成環(huán)境污染。但是其輸出的交變載荷波形容易產生失真，頻率范圍較低，主要用于剛度較小試樣的疲勞特性測試[14]。
第一章緒論3(a)彎曲式機械疲勞試驗機(b)往復式機械疲勞試驗機圖1-2直接式機械疲勞試驗機工作原理間接式疲勞試驗機所施加的交變載荷主要依靠中間機構產生，其結構形式為離心式和諧振式[12]。離心式疲勞試驗機的工作原理是通過偏心質量塊的的旋轉運動產生交變載荷（見圖1-3所示）。該型試驗機能夠輸出很大較交變載荷，振幅和頻率能夠自由調整，但其所產生的交變載荷容易產生很大失真度的波形失真。圖1-3離心式機械疲勞試驗機工作原理綜上所述：機械式疲勞試驗機的優(yōu)點是交變載荷產生工作原理簡單、易于實現且加工成本小，缺點是工作頻率較低、波形失真較大、不能實現閉環(huán)控制、不能夠進行隨機性的疲勞測試。受其固有性能的局限，機械式疲勞試驗機主要用于低頻、高振幅等場合[13]，例如螺紋緊固件的橫向震動測試。隨著應用工況復雜性的增加，機械式疲勞試驗機的應用工況和場合越來越少。2）氣動式疲勞試驗機氣動式疲勞試驗機是以氣壓源作為動力，通過電氣控制氣動伺服閥改變氣缸不同腔體的進氣量實現對于被測試樣疲勞測試的目的，具體結構參見圖1-4所示。氣動疲勞試驗機主要由作動器（氣缸）、電氣伺服閥以及氣壓源和周邊配件構成。該類疲勞試驗機的主要優(yōu)點是容易控制載荷的輸出，通過波形發(fā)生器實現交變載荷波形的控制，另外動力原料為空氣，不會造成環(huán)境污染。但是其輸出的交變載荷波形容易產生失真，頻率范圍較低，主要用于剛度較小試樣的疲勞特性測試[14]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于自適應模糊PID的鋼板橫剪生產線多電機同步控制系統(tǒng)設計[J]. 侯崇升. 制造業(yè)自動化. 2013(17)
[2]Separate Control of High Frequency Electro-hydraulic Vibration Exciter[J]. JIA Wen’ang,RUAN Jian~*,and REN Yan The Key Laboratory of Mechanical Manufacture and Automation of Ministry of Education, Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310032,China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2011(02)
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[4]電液伺服地震體驗系統(tǒng)設計[J]. 褚衍清,張忠偉,余亞超,阮健. 浙江工業(yè)大學學報. 2009(05)
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[6]超磁致伸縮伺服閥的參數設計與優(yōu)化研究[J]. 朱玉川,鮑和云,王傳禮. 中國機械工程. 2008(20)
[7]電液伺服疲勞試驗機波形幅值的模糊補償[J]. 張福波,王貴橋,杜林秀,王國棟. 振動、測試與診斷. 2008(02)
[8]基于雙閉環(huán)的液壓伺服系統(tǒng)控制[J]. 于建均,陳千平,孫亮,李建更,阮曉鋼. 北京工業(yè)大學學報. 2007(03)
[9]電液伺服疲勞試驗機控制系統(tǒng)的研究[J]. 梁蕊,唐永哲,王靜. 傳感技術學報. 2007(02)
[10]基于DSP和FPGA的四軸伺服控制器的硬件設計[J]. 朱德榮,溫廣宇. 煤礦機械. 2006(10)
博士論文
[1]基于可拓控制策略的材料試驗機電液比例控制系統(tǒng)的研究[D]. 王長陶.浙江大學 2002
碩士論文
[1]電液高頻疲勞試驗機的控制系統(tǒng)設計研究[D]. 胡俊飛.浙江工業(yè)大學 2015
[2]電磁諧振式疲勞試驗系統(tǒng)設計及其性能評估研究[D]. 陳大為.浙江理工大學 2015
[3]電液伺服三通道試驗機優(yōu)化設計與性能分析[D]. 楊慶明.山東大學 2011
[4]受拉鋼桿件低周疲勞壽命試驗研究[D]. 張文進.武漢理工大學 2010
[5]PL50型電液伺服疲勞試驗機系統(tǒng)設計及研究[D]. 項寶勝.東北大學 2008
本文編號：3310151
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