發(fā)布時(shí)間：2021-10-28 12:45

　　近些年,隨著斜圈彈簧在國(guó)內(nèi)所應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,那么將會(huì)導(dǎo)致對(duì)于斜圈彈簧的性能要求越來(lái)越高。然而,目前國(guó)內(nèi)的很多生產(chǎn)廠商所設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來(lái)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(guò)試驗(yàn)分析手段找到影響斜圈彈簧疲勞的因素。而目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有研制出能夠?qū)ｉT用于斜圈彈簧加速疲勞試驗(yàn)的裝置。針對(duì)以上問(wèn)題,首先,在對(duì)機(jī)械零部件疲勞理論部分以及斜圈彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能參數(shù)、疲勞壽命、應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行了深入研究后,選取旋轉(zhuǎn)密封應(yīng)用中的斜圈彈簧作為試驗(yàn)對(duì)象,展開(kāi)了對(duì)斜圈彈簧加速疲勞試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。通過(guò)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維方法,結(jié)合疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)中常見(jiàn)的激振加載方式,對(duì)試驗(yàn)裝置的功能原理進(jìn)行構(gòu)思,可將試驗(yàn)裝置拆分為加載部分、偏心調(diào)節(jié)部分及驅(qū)動(dòng)部分,分別對(duì)每一部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析對(duì)比,確定最合理的設(shè)計(jì)方案。同時(shí),結(jié)合被測(cè)對(duì)象斜圈彈簧的各類參數(shù),最終完成對(duì)加速疲勞試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其次,為了保證試驗(yàn)精度提高試驗(yàn)效率,選取試驗(yàn)裝置中的主結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)為研究對(duì)象,先通過(guò)動(dòng)平衡理論知識(shí),對(duì)主結(jié)構(gòu)的動(dòng)平衡數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,得到了不同工況下主結(jié)構(gòu)平衡時(shí)所需的平衡塊結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

斜圈彈簧的主要應(yīng)用Fig.1-1Mainapplicationofcantedcoilspring對(duì)于斜圈彈簧而言，它也是機(jī)械設(shè)備密封組件中最為關(guān)鍵的零部件，其結(jié)構(gòu)性能的好壞將直接影響機(jī)械設(shè)備的密封效果

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文4輸出控制，使疲勞試驗(yàn)裝置在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的精度及效率得到提高，進(jìn)一步改變了我國(guó)同發(fā)達(dá)國(guó)家在疲勞試驗(yàn)設(shè)備方面落后的局面。圖1-3為國(guó)內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠商所設(shè)計(jì)的電液伺服動(dòng)態(tài)疲勞疲勞試驗(yàn)裝置以及電子疲勞試驗(yàn)機(jī)。圖1-3國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商所設(shè)計(jì)疲勞試驗(yàn)裝置Fig.1-3Fatiguetestdevicedesignedbydomesticmanufacturers1.3研究的目的及意義隨著斜圈彈簧所應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，必然導(dǎo)致各領(lǐng)域之間對(duì)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(biāo)，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，避免斜圈彈簧在正常的使用過(guò)程中發(fā)生疲勞現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備不能夠穩(wěn)定可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)理論計(jì)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(jié)果，然而在實(shí)際使用過(guò)程中，斜圈彈簧疲勞壽命可能會(huì)受到很多方面因素的影響，包括設(shè)備的裝配誤差或者是機(jī)械裝置的振動(dòng)等等。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)斜圈彈簧的疲勞特性分析以及使用壽命的預(yù)測(cè)，只有通過(guò)試驗(yàn)的方法，才能夠使分析結(jié)果變得更加準(zhǔn)確合理[17]-[18]。國(guó)內(nèi)雖然有很多種類的疲勞試驗(yàn)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(jié)構(gòu)及受載變形的獨(dú)特性，其外形為環(huán)形結(jié)構(gòu)且在工作中主要承受徑向載荷，通過(guò)不斷的了解及咨詢，沒(méi)能夠找到符合對(duì)斜圈彈簧進(jìn)行疲勞加載的試驗(yàn)裝置。所以要想通過(guò)試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行疲勞性能的分析，首先應(yīng)該根據(jù)斜圈彈簧的結(jié)構(gòu)、受力及工況特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一個(gè)能夠滿足疲勞特性分析的試驗(yàn)設(shè)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(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真相對(duì)應(yīng)。通過(guò)對(duì)疲勞試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與分析，為以后裝置的實(shí)體搭建、結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一定的基矗使得通過(guò)試

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

【參考文獻(xiàn)】：
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