高频谐振疲劳机载荷测量误差建模分析及试验夹具优化设计

电磁谐振式疲劳裂纹扩展试验过程中,对动态载荷的高精度测量和控制是保证试验结果准确性和系统工作稳定性的重要前提,夹具作为夹持试件和传递载荷的重要机构,对其进行结构优化显得尤为重要。建立了紧凑拉伸(CT)试件连接刚度模型和三自由度有阻尼振动系统动力学模型,得到了动态载荷测量误差理论表达式;分析了夹具刚度对动态载荷测量误差的影响,设计了不同结构刚度的试件夹具,并通过有限元方法计算其刚度,得到了不同结构夹具对动态载荷测量误差的影响结果;实验验证了优化夹具设计的合理性。     

电磁谐振式疲劳试验系统恒载荷控制方法研究

为研究电磁谐振式弯曲疲劳试验中试件的裂纹扩展对谐振系统振动特性的影响,利用有限元软件Abaqus对系统进行了不同裂纹尺寸下的模态和强迫振动分析。根据多种裂纹尺寸条件下的分析结果,建立了试件裂纹尺寸、摆臂加速度、试件应力水平之间的关系。讨论了为实现系统恒载荷控制,在试验过程中对激振力的大小进行调整的必要性,提供了以振动加速度为参考对激励电流的幅值进行调整来进行恒载荷控制的方法。     

使用高频疲劳试验机检测材料的疲劳寿命

主要论述了使用高频疲劳试验机测定材料的疲劳寿命曲线的方法和实现过程;用最小二乘法进行曲线拟合的原理和处理方法。对于测试材料的疲劳寿命具有一定的实际意义。     

1000Hz高频疲劳试验系统的实验与仿真研究

采用液压马达驱动一种高频激振阀控制液压缸实现了1000 Hz的高频疲劳振动.该文介绍了这种高频疲劳实验系统及其关键控制元件--高频激振阀,计算了在高速转动时阀芯的阻力扭矩,通过CFD软件对这种高速转阀的阀口流场进行了仿真分析,实验研究了系统在800～1200 Hz的振动特性.     

锥形连接钎杆湿式疲劳试验系统

锥形连接钎杆在实际使用时要通水进行排渣降尘,伴随着就有腐蚀疲劳的存在。如何在室内的模拟试验中实现这种工况是钎具研究工作者关心的一个问题。本文就介绍一种在实验室内进行并能模拟钎杆中心通水的疲劳试验系统。     

压电驱动共振式高频疲劳试验机构的设计与实验

针对在小振幅、高频受力工况下微小与硬脆材料构件的疲劳检测,提出利用压电振子(PZT、PLZT或PMN)作为高频疲劳试验机构的驱动力源,并利用系统共振方法设计高频疲劳试验机构.首先,介绍压电共振式疲劳试验机构的工作原理,建立了动力学模型,获得了系统的动态特性.然后,设计和制作了样机.最后,利用样机测量了作用在试件上的动载荷.实验结果表明;改变输入交流电压幅值(100～250 V)和板弹簧厚度(1.1～0.6 mm),可施加在试件上的动载荷为24.7～99.2 N.本文制成的样机适用于测试动载荷在为24.7～99.2 N,且在小振幅、高频受力工况下试件的拉伸和弯曲疲劳性能.     

电磁谐振式高频疲劳试验系统动态特性分析

针对电磁谐振式高频疲劳试验系统动态特性分析的问题,根据振动学共振理论,建立了高频疲劳试验机振动系统的动力学模型,并且得出了系统的固有频率和工作台共振振幅的计算公式;同时通过仿真,分析了试件刚度对系统固有频率和工作台共振振幅的影响,并通过做图进行了详细的说明;最后搭建了基于虚拟仪器技术的实验平台,并进行了相关实验以验证所得出的模型是否符合实际。研究结果表明,该系统的动态特性仿真结果与实验所得数据在误差允许的范围内能够较好地吻合,验证了动力学模型建立的正确性;为高频疲劳试验系统谐振频率的跟踪和工作载荷的高精度控制提供了理论基础,与此同时,工程人员可以依据这一模型对高频疲劳系统的动态性能进行预测分析,具有一定的工程价值。     

高频谐振载荷作用下Ⅰ型疲劳裂纹尖端力学参数变化规律

为研究高频谐振式疲劳裂纹扩展试验中带有Ⅰ型预制裂纹的紧凑拉伸(CT)试件裂纹尖端力学参数的变化规律,利用动态有限元方法,采用ANSYS和MATLAB软件编写程序,计算了CT试件在高频恒幅正弦交变载荷作用下,在一个应力循环及裂纹扩展到不同长度时裂纹尖端区域的位移、应变场及裂纹尖端的应力强度因子,并分析了其变化规律。在计算裂纹尖端应力强度因子时,首先采用静态有限元方法和理论公式验证了有限元建模和计算的正确性,然后采用动态有限元方法研究了裂纹扩展过程中裂纹尖端应力强度因子的变化规律。最后进行了高频谐振式疲劳裂纹扩展试验,采用动态高精度应变仪测量了裂纹扩展到不同阶段时裂纹尖端点的应变,并对有限元计算结果进行了验证。研究结果表明：在稳态裂纹扩展阶段,高频谐振载荷作用下Ⅰ型疲劳裂纹尖端位移、应变及应力强度因子均为与载荷同一形式的交变量;随着裂纹的扩展,Ⅰ型疲劳裂纹尖端的位移、应变及应力强度因子幅不断增大;静态应力强度因子有限元计算值和理论值的误差为2.51%,裂纹尖端点应变有限元计算结果和试验结果最大误差为2.93% 。     

飞机某典型结构的静载耦合振动载荷仿真试验研究

采用静载耦合振动载荷试验研究方法,针对某典型结构件进行了Abaqus有限元仿真模拟,得出了以下结论:1)静载加载预应力与橡皮绳附加刚度对于试验件不同阶次的固有频率及加速度响应的影响规律是不同的,相同条件下不同阶次的振动参数会呈现完全不同的变化趋势;2)静载加载面积对于试验件结构的振动特性的影响非常小,可以忽略不计。综合仿真结果,为某典型结构试验件静载耦合振动载荷动态疲劳试验顺利完成打下基础,并且避免了预试验期间对试验件造成的疲劳累计损伤,对今后的同类型试验有很大的工程指导意义。     

基于DSP数字化控制的高频PFC的仿真和实现

就应用DSP芯片TMS320F240的双环PFC数字式控制的实现进行了研究设计，并基于Simulink对PFC控制的控制模型系统进行了仿真，在此基础上进行了实验，得到了较为满意的结果。     

电动操纵负荷系统机构设计与仿真建模

基于某民航客机机型的操纵系统,设计了一种飞行模拟器中使用的电动操纵负荷系统。以电动操纵负荷系统的俯仰通道为例,进行三维建模,并使用MATLAB软件和ADAMS软件建立ADAMS-MATLAB联合仿真模型,进行系统特性仿真,分析了系统的可行性以及需要改善的问题。     

新型模糊控制算法在轴承性能试验机模拟加载系统中的应用

轴承性能试验机加载控制要求较高，传统控制方法很难收到满意的效果。该文提出一种带积分因子的在线插值参数自调整模糊控制算法，克服了常规模糊控制稳态性能差的缺点。仿真和实验结果表明，该算法不仅动态性能好，而且稳态精度高，较好地满足了轴承性能试验机加载控制的要求。     

深海超高压模拟装置液压加载控制设计与仿真

深海设备的可靠性需要模拟试验装置检验,随着海洋资源的深度开发,对模拟试验装置的可靠性提出了更高的要求,急需为模拟试验装置设计一套精确性与可靠性高的压力加载系统。对此设计了一套全海深背景下大容积、超高压模拟装置的液压加载控制系统,其最大试压能力可达180MPa;通过多系统建模软件AMEsim建立液压控制系统模型并与Simulink建立的控制器模型联合仿真,对设计的液压加载控制系统的可靠性与精度进行模拟。模拟了试验舱压力以2MPa/min速度上升的压力加载过程,采用迭代学习控制算法,控制精度在总体时间的1%秒以内便能达到设计要求,随着时间的增加,压力误差越来越小。验证了所设计的深海超高压模拟装置液压加载控制系统的可靠性与高精确性,为全海深压力试验提供支撑;同时AMEsim与Simulink联合仿真的方法对液压控制系统的设计优化提供了便捷与依据,具有重要的工程意义。     

飞行模拟器操纵负荷系统的数学建模及仿真研究

对飞行模拟器操纵负荷系统进行数学建模,为适应不同模拟对象和不同工作模式杆力特性变化要求,提出了三段式跟踪力模型。分析了驾驶员操纵产生的位移扰动对电液伺服施力机构的影响,找出了提高跟踪性能的关键因素——多余力和稳态误差。通过采用结构不变性原理及PID控制来实现力的逐点跟踪。仿真结果表明,利用三段式跟踪力模型,并且采用前馈校正策略加PID控制,可实现动态模拟,并且有效地减小多余力,控制稳态误差,达到力跟踪精度性能的要求,为构建操纵负荷系统原理样机提供了数据参数和控制策略的依据。     

飞行模拟器操纵负荷系统的数学建模及仿真研究

对飞行模拟器操纵负荷系统进行数学建模,为适应不同模拟对象和不同工作模式杆力特性变化要求,提出了三段式跟踪力模型.分析了驾驶员操纵产生的位移扰动对电液伺服施力机构的影响,找出了提高跟踪性能的关键因素--多余力和稳态误差.通过采用结构不变性原理及PID控制来实现力的逐点跟踪.仿真结果表明,利用三段式跟踪力模型,并且采用前馈校正策略加PID控制,可实现动态模拟,并且有效地减小多余力,控制稳态误差,达到力跟踪精度性能的要求,为构建操纵负荷系统原理样机提供了数据参数和控制策略的依据.     

转向架静态加载电气同步控制研究

分析了现有转向架静载设备的特点,针对同步加载的要求,设计了以具有公共电阻电轴电路为核心的螺杆升降机电气传动系统,对其工作原理及其操作界面与过程进行了详细阐述,针对过程特点提出了一种新的电轴整步方法,通过实验验证新的电轴整步方法和电轴同步加载的可行性。     

一种用于结构静力试验的电液伺服控制加载系统

结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段,是校核产品设计静强度、刚度、稳定性,鉴定产品可靠性的有效途径,并为产品结构设计和产品结构优化提供可靠的静强度数据和最准确的资料.电液伺服控制加载系统是土木工程结构试验中理想而不可缺少的试验加载设备.基于LabVIEW研制与开发的伺服控制加载系统省略传统的信号发生器等硬件设备,其精度更高,性能更稳定,操作简单且能根据试验要求做进一步扩展和优化.     

液力变矩器静压耐久试验台自动控制系统开发

为适应汽车工业的发展,方便不同型号液力变矩器的制造和产品质量检验,基于普遍适用性原则,在Delphi环境下运用多线程和数据库技术开发了液力变矩器静压耐久试验台自动控制系统.模拟液力变矩器在实际工况下的升降压情况,对YJH300B-1型液力变矩器在静压膨胀和耐久循环方式下进行了试验,得到比较满意的测量结果.     

基于Simulink自动机实验装置电气系统建模仿真

基于MATLAB/Simulink仿真软件,对交流同步伺服电机电气系统的SPWM信号源模块、PWM逆变器模块和PID控制器模块进行了建模和仿真,得出不同的输入频率所对应的不同输出转速。仿真结果满足实验系统的需求,符合实际情况。     

截止阀的建模与仿真实现

运用数学建模的基本思想,在理想状态下利用气体动力学的基本知识,从某时刻通过阀门的介质流量角度出发,建立了截止阀的数学模型,并将所建模型在计算机上进行了仿真实现.