疲勞實驗機加載力控制新版系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計選題依據(jù)

液壓伺服和百分比控制系統(tǒng)三級項目匯報課題二：疲憊試驗機加載力控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院：機械工程學(xué)院班級：15機電控制工程

摘要 4第1章選題依據(jù) 51.1選題意義 51.2中國外疲憊試驗機發(fā)展背景及技術(shù)現(xiàn)實狀況 51.21疲憊試驗機發(fā)展背景 51.2.2中國外疲憊試驗機發(fā)展現(xiàn)實狀況 61.3參數(shù)要求 7摘要疲憊試驗機，是一個關(guān)鍵用于測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)荷疲憊性能試驗機器。它是現(xiàn)代工程模擬試驗關(guān)鍵設(shè)備，能夠以較低成本真實反應(yīng)出產(chǎn)品性能，為產(chǎn)品設(shè)計和改善提供可靠依據(jù)。經(jīng)過選擇系統(tǒng)液壓控制元件和實施元件，放大器及傳感器，建立材料拉伸試驗機系統(tǒng)各步驟數(shù)學(xué)模型，采取Matlab軟件建立試驗機系統(tǒng)仿真模型，經(jīng)過軟件分析系統(tǒng)動態(tài)特征，時間響應(yīng)曲線和頻率響應(yīng)曲線，得出系統(tǒng)動、靜態(tài)特征。最終分析得出控制器參數(shù)對系統(tǒng)特征影響。關(guān)鍵詞：疲憊試驗機;加載力;控制系統(tǒng);仿真分析

第1章選題依據(jù)1.1選題意義疲憊試驗機，是一個關(guān)鍵用于測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)荷疲憊性能試驗機器。它是現(xiàn)代工程模擬試驗關(guān)鍵設(shè)備，能夠以較低成本真實反應(yīng)出產(chǎn)品性能，為產(chǎn)品設(shè)計和改善提供可靠依據(jù)。力加載是現(xiàn)代科研和生產(chǎn)中一個很關(guān)鍵步驟，一個性能優(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中國外疲憊試驗機發(fā)展背景及技術(shù)現(xiàn)實狀況1.21疲憊試驗機發(fā)展背景自從世界上第一臺疲憊試驗機誕生以來，經(jīng)過試驗方法來測定材料或構(gòu)件疲憊特征己成為疲憊界永恒話題。多種材料、零組件乃至整個產(chǎn)品需要經(jīng)過疲憊試驗來確定其疲憊性能參數(shù)。為使用過程中安全問題提供保障。多種試驗測試設(shè)備和系統(tǒng)不停出現(xiàn)．在社會各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。伴隨科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，試驗手段不停拓展，試驗自動化程度不停提升，試驗系統(tǒng)性能不停完善。疲憊壽命估計理論和抗疲憊技術(shù)趨成熟，大家為處理疲憊問題進(jìn)行著不懈努力。使用疲憊試驗機對產(chǎn)品性能進(jìn)行測試，是產(chǎn)品實際使用壽命、安全性能可靠保障。其發(fā)達(dá)程度反應(yīng)了一個國家工業(yè)化發(fā)展水平。彎曲疲憊試驗機作為測試材料或產(chǎn)品機械性能關(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)廣泛用于疲憊試驗機開發(fā)過程中，電液伺服動態(tài)疲憊試驗機，在此背景下孕育而生并快速推廣。這種試驗機能夠進(jìn)行動態(tài)高周、低周疲憊試驗、程序控制疲憊試驗。同時能夠進(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．能夠進(jìn)行部分振動和沖擊試驗、斷裂力學(xué)試驗。也能夠進(jìn)行材料或構(gòu)件疲憊壽命、裂紋擴展、斷裂韌性性能測試、實際試件安全性評價、工況模擬等。所以有著巨大性能優(yōu)勢，在現(xiàn)在國際疲憊界中倍受歡迎。1.2.2中國外疲憊試驗機發(fā)展現(xiàn)實狀況國外試驗機對電液伺服技術(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)試驗機。如美國MTS(注：MTS最先經(jīng)過和MOOG企業(yè)臺作將電液伺服閥應(yīng)用于材料測試系統(tǒng)。樹立丁其在動態(tài)測試領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位)、德國Sehench、瑞士Amsler、英國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機。圖SEQ圖\*ARABIC1AMSLER-MTS曲軸彎扭城勞試驗機圖SEQ圖\*ARABIC2瑞士RUMU高頻癌勞試驗機現(xiàn)在美國MTS企業(yè)產(chǎn)品占有中國汽車和航空領(lǐng)域中仿真模擬試驗設(shè)備80％。而且參與制訂美國材料試驗標(biāo)準(zhǔn)，在試驗機領(lǐng)域擁有最權(quán)威技術(shù)，圖1為AMSLER-MTS曲軸彎扭疲憊試驗機。瑞士RUMUL是制造高頻疲憊試驗機專業(yè)制造商。共振測試機圖2所表示，經(jīng)過靜志負(fù)載、標(biāo)本、結(jié)構(gòu)、動態(tài)裝載疊加而產(chǎn)生共振。動態(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，振動系統(tǒng)包含機器結(jié)構(gòu)質(zhì)量、彈簧和被測試件部。諧振器是電磁體系統(tǒng)激發(fā)共振關(guān)鍵裝置，且共振電力消費很低。中國對試驗機研究起步較晚，20世紀(jì)70年代初才開始研制靜態(tài)和動力試驗機。在國家支持下長春試驗機研究所、長春試驗機廠、紅山試驗機廠和濟(jì)南試驗機廠等前后成功地開發(fā)出電液伺服疲憊試驗機；至此，靜態(tài)、動態(tài)試驗機在中國發(fā)展起來。經(jīng)過這段時間成功實踐，歷練出一批試驗機技術(shù)人員，創(chuàng)建了中國電液伺服技術(shù)發(fā)展平臺．奠定了中國在該技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)。四十年來．中國電液伺服試驗機開發(fā)取得了巨大進(jìn)步，計算機技術(shù)、電液伺服技術(shù)、高精度測量技術(shù)廣泛應(yīng)用到疲憊試驗機領(lǐng)域其中研制成功一些產(chǎn)品工況動態(tài)試驗設(shè)備及疲憊分析儀器．不停填補著中國試驗機領(lǐng)域空白。但和國外試驗機同行相比，尤其是在高技術(shù)試驗應(yīng)用領(lǐng)域。距離國外發(fā)達(dá)國家技術(shù)水平還有著很大差距?，F(xiàn)在，中國生產(chǎn)疲憊試驗機廠家很多，其中長春試驗機研究所在于開發(fā)全數(shù)字化PLG-100D型高頻疲憊試驗機．即GPS系列高頻疲憊試驗機。其數(shù)字化微機控制高頻疲憊試驗機技術(shù)指標(biāo)和性能在中國屬領(lǐng)先水平，基礎(chǔ)達(dá)成了現(xiàn)代國外同類產(chǎn)品優(yōu)異水平。1.3參