疲勞實(shí)驗(yàn)機(jī)加載力控制新版系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)選題依據(jù)

液壓伺服和百分比控制系統(tǒng)三級(jí)項(xiàng)目匯報(bào)課題二：疲憊試驗(yàn)機(jī)加載力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：15機(jī)電控制工程

摘要 4第1章選題依據(jù) 51.1選題意義 51.2中國(guó)外疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展背景及技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況 51.21疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展背景 51.2.2中國(guó)外疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況 61.3參數(shù)要求 7摘要疲憊試驗(yàn)機(jī)，是一個(gè)關(guān)鍵用于測(cè)定金屬及其合金材料在室溫狀態(tài)下拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷疲憊性能試驗(yàn)機(jī)器。它是現(xiàn)代工程模擬試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備，能夠以較低成本真實(shí)反應(yīng)出產(chǎn)品性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和改善提供可靠依據(jù)。經(jīng)過(guò)選擇系統(tǒng)液壓控制元件和實(shí)施元件，放大器及傳感器，建立材料拉伸試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)各步驟數(shù)學(xué)模型，采取Matlab軟件建立試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)仿真模型，經(jīng)過(guò)軟件分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征，時(shí)間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)特征。最終分析得出控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)特征影響。關(guān)鍵詞：疲憊試驗(yàn)機(jī);加載力;控制系統(tǒng);仿真分析

第1章選題依據(jù)1.1選題意義疲憊試驗(yàn)機(jī)，是一個(gè)關(guān)鍵用于測(cè)定金屬及其合金材料在室溫狀態(tài)下拉伸、壓縮或拉、壓交變負(fù)荷疲憊性能試驗(yàn)機(jī)器。它是現(xiàn)代工程模擬試驗(yàn)關(guān)鍵設(shè)備，能夠以較低成本真實(shí)反應(yīng)出產(chǎn)品性能，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和改善提供可靠依據(jù)。力加載是現(xiàn)代科研和生產(chǎn)中一個(gè)很關(guān)鍵步驟，一個(gè)性能優(yōu)良力加載系統(tǒng)，在滿足穩(wěn)定性前提下，加載精度應(yīng)達(dá)成較高技術(shù)指標(biāo)。1.2中國(guó)外疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展背景及技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況1.21疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展背景自從世界上第一臺(tái)疲憊試驗(yàn)機(jī)誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定材料或構(gòu)件疲憊特征己成為疲憊界永恒話題。多種材料、零組件乃至整個(gè)產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)疲憊試驗(yàn)來(lái)確定其疲憊性能參數(shù)。為使用過(guò)程中安全問(wèn)題提供保障。多種試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備和系統(tǒng)不停出現(xiàn)．在社會(huì)各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。伴隨科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，試驗(yàn)手段不停拓展，試驗(yàn)自動(dòng)化程度不停提升，試驗(yàn)系統(tǒng)性能不停完善。疲憊壽命估計(jì)理論和抗疲憊技術(shù)趨成熟，大家為處理疲憊問(wèn)題進(jìn)行著不懈努力。使用疲憊試驗(yàn)機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試，是產(chǎn)品實(shí)際使用壽命、安全性能可靠保障。其發(fā)達(dá)程度反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展水平。彎曲疲憊試驗(yàn)機(jī)作為測(cè)試材料或產(chǎn)品機(jī)械性能關(guān)鍵設(shè)備，其有悠久歷史。伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展。大規(guī)模集成電路、電液伺服技術(shù)廣泛用于疲憊試驗(yàn)機(jī)開發(fā)過(guò)程中，電液伺服動(dòng)態(tài)疲憊試驗(yàn)機(jī)，在此背景下孕育而生并快速推廣。這種試驗(yàn)機(jī)能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)高周、低周疲憊試驗(yàn)、程序控制疲憊試驗(yàn)。同時(shí)能夠進(jìn)行靜忘恒速率、恒應(yīng)變、恒應(yīng)力下多種常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)．能夠進(jìn)行部分振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)、斷裂力學(xué)試驗(yàn)。也能夠進(jìn)行材料或構(gòu)件疲憊壽命、裂紋擴(kuò)展、斷裂韌性性能測(cè)試、實(shí)際試件安全性評(píng)價(jià)、工況模擬等。所以有著巨大性能優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)在國(guó)際疲憊界中倍受歡迎。1.2.2中國(guó)外疲憊試驗(yàn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)實(shí)狀況國(guó)外試驗(yàn)機(jī)對(duì)電液伺服技術(shù)應(yīng)用很早，從十九世紀(jì)五十年代始。前后生產(chǎn)了多種電液伺服系統(tǒng)試驗(yàn)機(jī)。如美國(guó)MTS(注：MTS最先經(jīng)過(guò)和MOOG企業(yè)臺(tái)作將電液伺服閥應(yīng)用于材料測(cè)試系統(tǒng)。樹立丁其在動(dòng)態(tài)測(cè)試領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位)、德國(guó)Sehench、瑞士Amsler、英國(guó)Instron和日本島津企業(yè)全部前后成功地研制處多種電液伺服試驗(yàn)機(jī)。圖SEQ圖\*ARABIC1AMSLER-MTS曲軸彎扭城勞試驗(yàn)機(jī)圖SEQ圖\*ARABIC2瑞士RUMU高頻癌勞試驗(yàn)機(jī)現(xiàn)在美國(guó)MTS企業(yè)產(chǎn)品占有中國(guó)汽車和航空領(lǐng)域中仿真模擬試驗(yàn)設(shè)備80％。而且參與制訂美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域擁有最權(quán)威技術(shù)，圖1為AMSLER-MTS曲軸彎扭疲憊試驗(yàn)機(jī)。瑞士RUMUL是制造高頻疲憊試驗(yàn)機(jī)專業(yè)制造商。共振測(cè)試機(jī)圖2所表示，經(jīng)過(guò)靜志負(fù)載、標(biāo)本、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)裝載疊加而產(chǎn)生共振。動(dòng)態(tài)裝載是由共振系統(tǒng)(諧振器)固有頻率產(chǎn)生共振而加載，振動(dòng)系統(tǒng)包含機(jī)器結(jié)構(gòu)質(zhì)量、彈簧和被測(cè)試件部。諧振器是電磁體系統(tǒng)激發(fā)共振關(guān)鍵裝置，且共振電力消費(fèi)很低。中國(guó)對(duì)試驗(yàn)機(jī)研究起步較晚，20世紀(jì)70年代初才開始研制靜態(tài)和動(dòng)力試驗(yàn)機(jī)。在國(guó)家支持下長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所、長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠、紅山試驗(yàn)機(jī)廠和濟(jì)南試驗(yàn)機(jī)廠等前后成功地開發(fā)出電液伺服疲憊試驗(yàn)機(jī)；至此，靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)在中國(guó)發(fā)展起來(lái)。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間成功實(shí)踐，歷練出一批試驗(yàn)機(jī)技術(shù)人員，創(chuàng)建了中國(guó)電液伺服技術(shù)發(fā)展平臺(tái)．奠定了中國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)。四十年來(lái)．中國(guó)電液伺服試驗(yàn)機(jī)開發(fā)取得了巨大進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、電液伺服技術(shù)、高精度測(cè)量技術(shù)廣泛應(yīng)用到疲憊試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域其中研制成功一些產(chǎn)品工況動(dòng)態(tài)試驗(yàn)設(shè)備及疲憊分析儀器．不停填補(bǔ)著中國(guó)試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域空白。但和國(guó)外試驗(yàn)機(jī)同行相比，尤其是在高技術(shù)試驗(yàn)應(yīng)用領(lǐng)域。距離國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)水平還有著很大差距?，F(xiàn)在，中國(guó)生產(chǎn)疲憊試驗(yàn)機(jī)廠家很多，其中長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)研究所在于開發(fā)全數(shù)字化PLG-100D型高頻疲憊試驗(yàn)機(jī)．即GPS系列高頻疲憊試驗(yàn)機(jī)。其數(shù)字化微機(jī)控制高頻疲憊試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo)和性能在中國(guó)屬領(lǐng)先水平，基礎(chǔ)達(dá)成了現(xiàn)代國(guó)外同類產(chǎn)品優(yōu)異水平。1.3參