近些年,隨著斜圈彈簧在國內(nèi)所應用領域的不斷擴大,那么將會導致對于斜圈彈簧的性能要求越來越高。然而,目前國內(nèi)的很多生產(chǎn)廠商所設計生產(chǎn)出來的斜圈彈簧產(chǎn)品普遍存在使用壽命短且容易發(fā)生疲勞失效,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因在于,缺乏通過試驗分析手段找到影響斜圈彈簧疲勞的因素。而目前國內(nèi)還沒有研制出能夠?qū)ｉT用于斜圈彈簧加速疲勞試驗的裝置。針對以上問題,首先,在對機械零部件疲勞理論部分以及斜圈彈簧的結構特點、性能參數(shù)、疲勞壽命、應用場合進行了深入研究后,選取旋轉密封應用中的斜圈彈簧作為試驗對象,展開了對斜圈彈簧加速疲勞試驗裝置的結構設計工作。通過機械創(chuàng)新設計的思維方法,結合疲勞試驗系統(tǒng)中常見的激振加載方式,對試驗裝置的功能原理進行構思,可將試驗裝置拆分為加載部分、偏心調(diào)節(jié)部分及驅(qū)動部分,分別對每一部分的結構設計方案進行分析對比,確定最合理的設計方案。同時,結合被測對象斜圈彈簧的各類參數(shù),最終完成對加速疲勞試驗裝置的整體結構設計。其次,為了保證試驗精度提高試驗效率,選取試驗裝置中的主結構加載系統(tǒng)為研究對象,先通過動平衡理論知識,對主結構的動平衡數(shù)學模型進行分析,得到了不同工況下主結構平衡時所需的平衡塊結構... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

斜圈彈簧的主要應用Fig.1-1Mainapplicationofcantedcoilspring對于斜圈彈簧而言，它也是機械設備密封組件中最為關鍵的零部件，其結構性能的好壞將直接影響機械設備的密封效果

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文4輸出控制，使疲勞試驗裝置在實驗過程中的精度及效率得到提高，進一步改變了我國同發(fā)達國家在疲勞試驗設備方面落后的局面。圖1-3為國內(nèi)試驗設備生產(chǎn)廠商所設計的電液伺服動態(tài)疲勞疲勞試驗裝置以及電子疲勞試驗機。圖1-3國內(nèi)生產(chǎn)廠商所設計疲勞試驗裝置Fig.1-3Fatiguetestdevicedesignedbydomesticmanufacturers1.3研究的目的及意義隨著斜圈彈簧所應用領域的不斷擴大，必然導致各領域之間對斜圈彈簧的性能要求不斷增高，而疲勞特性及使用壽命作為性能要求中的重要指標，應該對其進行準確的評估，避免斜圈彈簧在正常的使用過程中發(fā)生疲勞現(xiàn)象，導致設備不能夠穩(wěn)定可靠的運轉。通過理論計算或者軟件分析所得到的斜圈彈簧疲勞特性，只是理想狀態(tài)下的分析結果，然而在實際使用過程中，斜圈彈簧疲勞壽命可能會受到很多方面因素的影響，包括設備的裝配誤差或者是機械裝置的振動等等。要想實現(xiàn)對斜圈彈簧的疲勞特性分析以及使用壽命的預測，只有通過試驗的方法，才能夠使分析結果變得更加準確合理[17]-[18]。國內(nèi)雖然有很多種類的疲勞試驗裝置，其加載方式及作用原理多種多樣，能夠滿足大部分零部件及材料試樣的疲勞特性分析。但由于斜圈彈簧結構及受載變形的獨特性，其外形為環(huán)形結構且在工作中主要承受徑向載荷，通過不斷的了解及咨詢，沒能夠找到符合對斜圈彈簧進行疲勞加載的試驗裝置。所以要想通過試驗方法對其進行疲勞性能的分析，首先應該根據(jù)斜圈彈簧的結構、受力及工況特點，設計開發(fā)出一個能夠滿足疲勞特性分析的試驗設備。這就是文章所研究的目的，與論文題目斜圈彈簧加速疲勞試驗裝置的結構設計與仿真相對應。通過對疲勞試驗裝置的設計與分析，為以后裝置的實體搭建、結構優(yōu)化提供了一定的基矗使得通過試

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文8應力變化性質(zhì)。當r=-1時，此時的變應力稱為對稱循環(huán)變應力，平均應力0m，minmax，如圖2-1a所示;當r=0時，此時的變應力稱為脈動循環(huán)變應力，最小應力0min，ma，ama222max，如圖2-1b所示；當r=1時，此時的應力稱為靜應力，最大應力與最小應力接近或相等，如圖2-1c所示；當-1<r<1時，此時的變應力稱為非對稱循環(huán)變應力，如圖2-1d所示。（a）（b）（c）（d）圖2-1疲勞加載形式（加載/時間，軸向力/應變）Fig.2-1Fatigueloadingform(load/time,axialforce/strain)材料或零件的疲勞性能通常是通過試驗在其標準試件上施加外部的交變應力（對稱循環(huán)變應力或脈動循環(huán)變應力）測定。疲勞強度與變應力的循環(huán)特征r、載荷作用的循環(huán)次數(shù)N以及應力幅值a都有關系，零件或材料在同一最大應力水平下，應力幅a越小，應力循環(huán)特征r越大，則其疲勞強度越高。對于材料或零件的疲勞特性的描述，我們通�？梢酝ㄟ^試驗方法繪制出材料的疲勞強度-壽命曲線。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]采油螺桿泵定子疲勞壽命預測及試驗研究[D]. 祖海英.東北石油大學 2018
[2]螺桿泵定子力學特性及疲勞壽命研究[D]. 王明起.東北石油大學 2015

碩士論文
[1]斜圈彈簧作機械密封彈性元件的疲勞壽命分析[D]. 孫興漢.西安理工大學 2016
[2]采煤機搖臂的動力響應及優(yōu)化分析[D]. 陶靜.中國礦業(yè)大學 2015
[3]一種高頻微型疲勞試驗機的設計及制造[D]. 許鵬.天津理工大學 2014
[4]疲勞裂紋擴展的健康監(jiān)測技術研究[D]. 蔡建.南京航空航天大學 2008
[5]圓柱螺旋彈簧疲勞試驗方法研究[D]. 傅華棟.機械科學研究總院 2007
[6]小型平板彎曲疲勞試驗機的研制[D]. 曾德良.廣西大學 2007



本文編號：3462824