本文關(guān)鍵詞：電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其性能評(píng)估研究

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【摘要】：金屬疲勞問題自其被發(fā)現(xiàn)之日起，便是工程界和科研界著力想解決的問題。經(jīng)過近兩百年的發(fā)展，人們對金屬疲勞的機(jī)理已經(jīng)有了一定的掌握，預(yù)防、減緩疲勞的方法也有了很大的進(jìn)步。但是隨著工業(yè)的快速進(jìn)步，機(jī)械使用的環(huán)境越來越嚴(yán)苛，，人們對機(jī)械設(shè)備的抗疲勞性能要求也越來越高，金屬抗疲勞問題面臨了新的挑戰(zhàn)。 金屬疲勞試驗(yàn)機(jī)作為測定金屬材料疲勞性能的基本設(shè)備，是新材料研究、新產(chǎn)品開發(fā)過程中必不可少的工具。因此，疲勞試驗(yàn)機(jī)水平的高低在一定程度上反應(yīng)了疲勞研究的發(fā)展水平。經(jīng)過多年的努力，驅(qū)動(dòng)方式各異、作用力方式不同的疲勞試驗(yàn)機(jī)蓬勃發(fā)展。針對不同材料、不同結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn)機(jī)也越來越多樣化、集成化、現(xiàn)代化。 本文基于電磁諧振的原理開發(fā)了一款材料平面彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)。本文研究的主要內(nèi)容如下： 1）闡述本電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理；利用Abaqus對裝配有不同裂紋深度試件的諧振系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的模態(tài)及強(qiáng)迫振動(dòng)分析，并基于此提出試驗(yàn)系統(tǒng)載荷標(biāo)定及恒載荷控制的方法。 2）對系統(tǒng)主體部分（包括控制系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明；探究了疲勞試驗(yàn)過程中頻率追蹤的方法；對系統(tǒng)掃頻過程中的滯后現(xiàn)象進(jìn)行了研究，提出了通過正反兩次掃頻來快速獲取固有頻率的方法。 3）使用45號(hào)鋼試樣的彎曲疲勞試驗(yàn)對本試驗(yàn)系統(tǒng)性能進(jìn)行了評(píng)估，驗(yàn)證了其電磁諧振系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及頻率追蹤方式的可靠性；通過統(tǒng)計(jì)斷裂試樣的位置驗(yàn)證了有限元分析結(jié)果的正確性；繪制了45號(hào)鋼的S-N曲線并將其疲勞極限與旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了試驗(yàn)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。 相較于電液伺服式疲勞試驗(yàn)機(jī)和一些其他大型的共振式疲勞試驗(yàn)機(jī)，新開發(fā)的電磁諧振疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作頻率高、工作噪聲小、能量消耗低、機(jī)器損耗小等特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：電磁諧振 彎曲疲勞試驗(yàn) 有限元分析 載荷標(biāo)定 頻率追蹤
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH871.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 疲勞理論概述9-11
• 1.1.1 疲勞研究的意義9
• 1.1.2 疲勞破壞的分類9-10
• 1.1.3 疲勞壽命的研究方法10-11
• 1.2 疲勞試驗(yàn)機(jī)概述11-13
• 1.2.1 疲勞試驗(yàn)機(jī)的國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 疲勞試驗(yàn)機(jī)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容及意義13-15
• 第二章 電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)原理及設(shè)計(jì)15-37
• 2.1 電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)工作原理15-17
• 2.2 系統(tǒng)主體部分設(shè)計(jì)17-19
• 2.2.1 夾持臂的設(shè)計(jì)17-18
• 2.2.2 試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)18-19
• 2.3 電磁諧振疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)諧振性能分析19-29
• 2.3.1 諧振系統(tǒng)模態(tài)分析19-24
• 2.3.2 諧振系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)分析24-29
• 2.3.2.1 邊界條件及載荷設(shè)置24-26
• 2.3.2.2 諧振系統(tǒng)阻尼參數(shù)設(shè)置26-28
• 2.3.2.3 諧振系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)分析結(jié)果28-29
• 2.4 試驗(yàn)系統(tǒng)載荷標(biāo)定29-35
• 2.4.1 初始狀態(tài)系統(tǒng)29-32
• 2.4.2 預(yù)制裂紋系統(tǒng)32-35
• 2.5 試驗(yàn)流程35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第三章 電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-48
• 3.1 控制系統(tǒng)功能需求分析37
• 3.2 控制軟件開發(fā)及界面介紹37-38
• 3.3 疲勞試驗(yàn)過程中頻率追蹤方法38-42
• 3.4 諧振系統(tǒng)掃頻分析研究42-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 電磁諧振式疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的性能評(píng)估和應(yīng)用實(shí)例48-59
• 4.1 電磁諧振彎曲疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)性能評(píng)估48-54
• 4.1.1 載荷標(biāo)定48
• 4.1.2 控制軟件編程48-49
• 4.1.3 試驗(yàn)運(yùn)行及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理49-53
• 4.1.4 試件斷裂位置統(tǒng)計(jì)53-54
• 4.2 電磁諧振疲勞試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用實(shí)例54-58
• 4.2.1 常規(guī)試驗(yàn)方法54-57
• 4.2.2 配對升降法測疲勞極限57-58
• 4.3 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果64

【參考文獻(xiàn)】

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