本文關鍵詞：多沖碰撞試驗機研制及其系統(tǒng)動力學響應分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 多次沖擊碰撞是工程中常見工況,其多沖件的失效機理目前知之甚少。本文針對目前缺少專用多碰試驗機的現(xiàn)狀,模擬多沖碰撞工況的工作原理,研制了一臺DCP-2型大能量多沖碰撞試驗機。該試驗機碰撞頻率在0-10Hz之間可無級調(diào)節(jié),碰撞行程在0-30mm之間可無級調(diào)節(jié),沖頭質(zhì)量10kg,最大碰撞速度8m/s,最大碰撞能320J。采用HB72型智能計數(shù)器記錄沖擊碰撞次數(shù)并控制試驗機按設定實驗次數(shù)自動停機;采用LC0502型壓電石英力傳感器、LC0601型電荷放大器、TDS3000系列多功能數(shù)字式熒光示波器及計算機來實現(xiàn)沖擊力實驗數(shù)據(jù)的采集;設計了一種專用窺視鏡可配合高速CCD對試樣進行在線觀察、攝像、圖形顯示及處理。 為了實現(xiàn)對試件的高頻和快速沖擊碰撞,特別研制了一種高頻大流量旋轉式換向閥。該閥最大換向頻率10Hz(通過調(diào)速電機進行無級調(diào)節(jié),理論上可達更高),最大回油流量可達707L/min,由于閥口開設在圓周面上,理論上增大開口面積可以滿足更大的流量需要。閥芯相對閥座轉動,通過變化二者的過流面積以實現(xiàn)按試驗機匹配動作的運動要求。對研制的旋轉式換向閥進行了運動學分析,得出了相應的特性曲線。此外,本文還設計了另外一種高頻大流量換向閥:凸輪-插裝閥組合式換向閥。分析了試驗機沖頭部件在工作中的受力情況,利用波動理論建立了沖頭部件的波動力學方程,并分析了影響活塞桿疲勞失效的因素。利用通用有限元軟件ANSYS對機架結構進行了模態(tài)分析,得到其前十階固有頻率和前四階振型圖。可利用分析結果為避開共振的發(fā)生選擇合適的實驗頻率,并對機架結構進行改進設計。 本試驗機采用條形和圓環(huán)形試件,以液壓-彈簧作為加力機構,通過改變彈簧的壓縮量控制沖擊力的大小,碰撞接觸應力在30-800MPa之間,處在實際工況中多沖碰撞類零構件的接觸應力范圍。對試驗機的調(diào)試結果表明,該機運行穩(wěn)定、控制可靠,能夠近似模擬多沖碰撞類零構件的實際工況。利用本文研制的試驗機可完成對多沖碰撞類材料或零件的多碰實驗,為開展對多沖碰撞失效及機理的研究,進一步進行材料或零件的耐多碰設計提供實驗設備;并可為工程中各種多沖碰撞系統(tǒng),特別是液-固耦合碰撞系統(tǒng)的實驗研究,提供實驗裝備和實驗手段。
【關鍵詞】：多沖碰撞 試驗機 旋轉式換向閥 動力學響應分析 有限元
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 中文提要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 多沖碰撞的特點及其研究狀況10-13
• 1.2.1 多沖碰撞載荷的特點10-11
• 1.2.2 多沖碰撞的國內(nèi)外研究狀況11-13
• 1.3 多沖碰撞試驗機的研究現(xiàn)狀與現(xiàn)有技術水平13-15
• 1.4 本文的研究目的和主要研究內(nèi)容15-17
• 1.4.1 本文研究目的15
• 1.4.2 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 多沖碰撞試驗機的研制17-43
• 2.1 多沖碰撞類零構件的工況分析17-19
• 2.2 試驗機主要性能參數(shù)的確定及其動力學模型的建立19-23
• 2.2.1 試驗機主要性能參數(shù)和運動規(guī)律的確定19-20
• 2.2.2 試驗機動力學模型的建立及基本設計參數(shù)的確定20-23
• 2.3 試驗機方案設計與選擇23-27
• 2.3.1 三種設計方案的提出23-25
• 2.3.2 各種方案的分析比較與選擇25-26
• 2.3.3 方案補充與完善26-27
• 2.4 液壓系統(tǒng)的研制27-33
• 2.4.1 液壓系統(tǒng)升力的估算27-28
• 2.4.2 液壓缸參數(shù)的確定28
• 2.4.3 換向閥流量的計算28-29
• 2.4.4 液壓泵性能參數(shù)的確定及其選型29-31
• 2.4.5 液壓系統(tǒng)升力的校核31-33
• 2.5 彈簧的設計33-36
• 2.5.1 大彈簧的設計33-35
• 2.5.2 小彈簧的設計35-36
• 2.6 試驗機主機結構的設計36-38
• 2.6.1 機架結構的設計36-37
• 2.6.2 機械聯(lián)接部件和工作臺夾具的設計37-38
• 2.7 計數(shù)控制、數(shù)據(jù)采集與在線觀測系統(tǒng)的設計38-41
• 2.7.1 沖擊智能計數(shù)控制系統(tǒng)38-39
• 2.7.2 實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)39-41
• 2.7.3 在線觀測系統(tǒng)41
• 2.8 本章小結41-43
• 第三章 新型旋轉式換向閥的設計研制43-57
• 3.0 引言43
• 3.1 高頻大流量換向閥的發(fā)展現(xiàn)狀43-44
• 3.2 旋轉式換向閥的設計44-53
• 3.2.1 新型旋轉式換向閥的設計44-46
• 3.2.2 新型旋轉式換向閥的功能分析46-47
• 3.2.3 新型旋轉式換向閥的改進設計與運動學分析47-51
• 3.2.4 設計應用實例51-53
• 3.3 凸輪－插裝閥組合式換向閥53-55
• 3.3.1 凸輪－插裝閥組合式換向閥工作原理的分析53-54
• 3.3.2 組合式換向閥中凸輪的設計應用實例54-55
• 3.4 本章小節(jié)55-57
• 第四章 沖頭部件在多沖碰撞載荷下的動態(tài)響應57-66
• 4.0 引言57
• 4.1 材料對沖擊載荷的響應57-58
• 4.2 運動質(zhì)量撞擊桿端的應力波58-62
• 4.3 試驗機沖頭部件中應力波傳播的機理分析62-65
• 4.3.1 沖頭部件受力分析62-63
• 4.3.2 波動力學方程的建立63-65
• 4.3.3 分析討論65
• 4.4 本章小節(jié)65-66
• 第五章 基于有限元法的試驗機結構動力學分析66-82
• 5.0 引言66
• 5.1 振動的理論基礎66-68
• 5.2 ANSYS 結構動力學分析68-75
• 5.2.1 有限元法簡單介紹68-72
• 5.2.2 ANSYS 的動力學分析72-75
• 5.3 基于有限元法試驗機結構的模態(tài)分析75-81
• 5.3.1 建模76
• 5.3.2 選擇分析類型和分析選項76
• 5.3.3 施加邊界條件并求解76-77
• 5.3.4 觀察結果77-80
• 5.3.5 結論與分析80-81
• 5.4 本章小節(jié)81-82
• 第六章 試驗機安裝、調(diào)試及運行性能分析82-89
• 6.1 試驗機安裝82-86
• 6.2 試驗機調(diào)試86-87
• 6.3 試驗機運行分析87-88
• 6.3.1 實驗與結果87
• 6.3.2 試驗機運行分析87-88
• 6.4 本章小節(jié)88-89
• 第七章 全文總結89-91
• 7.1 全文總結89-90
• 7.2 展望90-91
• 參考文獻91-95
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及科研成果95-96
• 致謝96-98
• 詳細摘要98-100

【引證文獻】

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中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：334816