苏海青, 刘慕双, 罗小林[1]2003年在《智能化疲劳极限测试系统》文中提出研究了利用音叉原理自制的激振式疲劳极限测试系统。该系统利用微机控制 ,通过硬件控制系统设计和软件设计 ,实现了曲轴疲劳极限测试、数据处理等全过程的自动控制。对试验结果分析表明 ,该系统智能化程度高 ,数据可靠 ,同时提出了进一步改进的措施。
苏海青, 刘慕双, 罗小林[2]2005年在《微机控制疲劳极限测试系统》文中研究指明利用音叉原理自制了激振式疲劳极限测试系统。该系统利用微机控制,通过硬、软件设计,实现了曲轴疲劳极限测试、数据处理等全过程的自动控制。试验结果分析表明,该系统智能化程度高,数据可靠。同时提出了进一步改进的措施。
苏海青[3]2003年在《智能化疲劳极限测试系统》文中认为本文讨论了微机控制的负载反馈式疲劳试验机的研制，该试验机所采用的是先进的MCS—51系列单片机控制电液伺服系统。文中详细介绍了控制系统主要的硬件电路和全部控制软件流程图，同时简要地介绍了试验机的液压和加载系统，文章最后对试验结果进行了分析并提出了改进措施。 该控制系统能够按给定的规律对试件加载，加载频率可以在0～10Hz之间选择。在工作过程中实时显示试件的受力情况和试验的循环次数，自动监控试验的进行。试件疲劳断裂后，系统可以自动停机、保存所需的数据，并在试验结束后，利用微型打印机将试验结果和试验中记录的加载波形打印出来。实践证明该试验机的研制是成功的、实用的，大大提高了疲劳实验机的自动化程度。
周迅[4]2003年在《曲轴弯曲疲劳试验系统的研究与开发》文中研究说明针对目前国内曲轴弯曲疲劳试验机试验精度不够、试验的自动化和智能化程度较低以及在试验数据计算机统计空白等不足，开发了一种具有较强实用性的新型曲轴弯曲疲劳试验系统。 在系统构成上兼顾了曲轴疲劳试验的可优化性能、试验机性能以及成本等因素。新曲轴弯曲疲劳试验系统的台架部分采用试件主轴颈固紧的卧置谐振式机构，加载方式为电动机械激振。系统的控制核心由可以长时间稳定工作的可编程控制器(PLC)和计算机组成上下位机及若干相关部件构成，它可以有效的保证曲轴疲劳试验的人机对话能力、试验载荷的高精度控制和试验运行抗干扰能力。 在试验系统软件设计上，结合试验机原理，采用基于原型函数的动态标定数据曲线拟合提高了载荷标定的精度；通过对比各种曲轴试验数据的处理方法，同时考虑在实际运用中的效果，计算机统计采用了疲劳极限统计分析(SAFL)法。 利用一个具有简单力学模型的光轴作为考察对象，对试验系统的台架谐振性能、数据采集系统和控制系统进行了理论和试验的对比考核，效果基本达到预期的水平，给出了该试验系统的某一应用实例。文章的最后对曲轴疲劳试验的发展做了展望。
李本海[5]2003年在《金属摩擦副的机械疲劳与滚动摩擦和滑动摩擦复合损伤的初步研究》文中进行了进一步梳理无论是火车轮毂材料-钢轨材料配副的机械-滚动疲劳损伤试验研究，还是恒定载荷伴有周期性冲击载荷作用下金属摩擦副的机械-滑动疲劳损伤的试验研究，从摩擦副所承受的摩擦学负荷集来看，它们都属于“荷载摩擦副系统(active system)”，在这类系统中进行着任一形式的摩擦过程，同时还产生着和传递着交变负荷。在这种情况下，材料的磨损-疲劳复合损伤发生了。这类研究属于“摩擦疲劳学(tribo-fatigue)”即“关于机器和设备中荷载摩擦副系统的磨损疲劳损伤和失效的科学”的范畴。 本文主要研究滚动摩擦和滑动摩擦现象与机械疲劳之间的动力学交互作用。对滚动或滑动摩擦磨损与机械疲劳破坏之间的交互作用规律的深刻阐明，将有助于寻求荷载摩擦副系统达到临界状态的条件以及预测它们寿命的原理和方法，以达到能对运行中的复杂而重要的装置中荷载摩擦副故障进行控制和预防。 在开展火车轮毂材料-钢轨材料配副的机械-滚动疲劳损伤试验研究时，主要完成了以下工作，并获得相关研究成果： (1)分别测定了从真实轮、轨上取材加工的试样的机械疲劳极限σ_(-1)、接触疲劳极限P_f，首次测定了在滚动摩擦和交变弯曲应力作用下的机械-滚动疲劳极限P_(fσ)，并分别绘制了相应的疲劳曲线； (2)研究发现：选定适当的交变弯曲应力作用于滚动摩擦副时，交变弯曲应力和接触应力两种应力间的相互作用可以明显地提高接触疲劳极限P_f，并且疲劳曲线拐点横坐标明显提前； (3)针对该类型的机械-滚动疲劳损伤，分析了附加的交变弯曲应力对滚动摩擦磨损性能的影响，初步探讨了一定范围内的交变弯曲应力提高接触疲劳极限的机理：如磨损疲劳复合损伤表面特征的原子力显微镜照片所显示，在纯滚动摩擦过程中，任何一种较高的接触应力都能强化试样表面的塑性变形，随后开始逐渐出现离散的点蚀和微裂纹并逐渐相互连接成链，导致磨粒的脱落。因为这些点蚀链和微裂纹 摘要是同方向的，都沿滚动路径扩展，所以也就更容易使它们连接成大块的剥离和凹坑。在这种情况下，脱层和点蚀是主要的磨损形式。而在机械一滚动疲劳过程中，虽然也会出现沿滚动方向的点蚀链和微裂纹，但是随着交变应力幅值的增加，横穿滚动方向的点蚀链和微裂纹开始增加，出现了几乎成直角的交叉裂纹，所以表面破坏变得分散。在一定范围内交变应力愈大，点蚀链和微裂纹越密集，并且变得愈加无方向性，磨屑变得愈分散、细小，表面破坏层的极限深度减小，这样就可以防止出现大块的剥离和凹坑。在这种情况下，表面片屑是主要的磨损形式，它的特征就是在材料表面分离出细小而分散的片屑 在开展恒定载荷伴有周期性冲击载荷作用下金属摩擦副的机械-滑动疲劳损伤的试验研究时，获得了一些创新性的研究成果，主要体现在以下方面: (1)应用“磨损类型一条件模拟”原则，成功研制了能够模拟恒定载荷伴有周期性冲击载荷条件的环一块磨损试验机，该试验机充分利用微机控制技术，实现了智能化。利用该试验机采集到的数据准确、可靠，满足开展恒定载荷伴有周期性冲击载荷条件下滑动摩擦磨损试验的要求。 (2)用Visual Basic开发的摩擦力数据采集软件界面友好、操作简单，同时采用面向对象程序设计，具有良好的开放性，便于功能的扩展。 (3)利用该试验机分别在浸油润滑、润滑脂润滑、干摩擦叁种条件下进行了金属摩擦副在恒定载荷伴有周期性冲击载荷作用下的滑动摩擦磨损试验，通过对磨斑形貌、摩擦系数和磨损量的分析，初步探讨了附加的周期性冲击载荷对摩擦副摩擦磨损性能的影响，以及在该试验工况下金属摩擦副的滑动摩擦磨损机理。 (4)应用“磨损类型一条件模拟”原则，成功改造了销一盘磨损试验机，使之能在滑动摩擦磨损试验中对摩擦副施加恒定载荷伴有周期性冲击载荷，开展机械一滑动疲劳损伤的试验研究。利用该试验机在干摘要摩擦条件下探讨了附加的周期性冲击载荷对金属摩擦副滑动摩擦磨损特性的影响。 (5)试验发现:在恒定载荷伴有周期性冲击载荷条件下，由于周期性冲击载荷的作用，摩擦副受冲击力作用的表面发生了严重的磨损，同时，磨损表面出现不同于恒定载荷作用下的磨损形貌，出现了材料大块撕脱、大量的疲劳坑等现象。分析认为，冲击载荷是通过以下四个方面起作用: (a)冲击载荷改变了润滑状态，突出表现在摩擦系数较恒定载荷条件下的摩擦系数有明显的增大和波动; (b)冲击载荷加剧了疲劳磨损，集中表现在摩擦副表面上出现了数量很多的蜂窝状疲劳坑; (C)冲击载荷加剧了粘着磨损，可由摩擦副表面上出现了数量很多的材料大块撕脱现象来解释; (d)有可能发生微动磨损，从而使磨损复杂化。
刘宏瑞[6]2012年在《连杆疲劳试验系统开发与研究》文中研究说明疲劳可靠性是汽车发动机零部件设计开发中最重要的部分,连杆作为发动机的关键零部件之一,其可靠性对整机寿命具有重要的影响。连杆在工作过程中受力状态比较复杂,承受着气体作用力、本身惯性力和活塞组惯性力,随着发动机动力性不断提高,各种载荷不断增大,对连杆可靠性的要求也就越来越高。模拟疲劳试验是进行连杆可靠性设计的有效手段,而目前国内连杆疲劳试验设备自主研发较少、试验精度不高、自动化智能化较低。基于上述现状本文开发了一套具有较高实用性的连杆疲劳试验系统。完成的工作主要有：1.分析各种疲劳可靠性试验及分析方法,作为连杆疲劳试验系统试验的理论依据。2.基于CompactRIO嵌入式控制器的开发平台,综合了机械设计、液压设计的知识和方法,设计开发试验系统的硬件部分,包括机械台体、液压加载系统和控制系统。3.基于LabVIEW开发环境设计开发试验系统软件部分,软件采用智能化人性化的操作界面,并对试验载荷进行PID控制。4.展示试验系统整体效果,并应用Pro/E、Hypermesh和ABAQUS对试验系统进行振动状态分析,以确保试验可以正常运行。5.采用疲劳极限统计试验法(SAFL法)进行连杆疲劳试验,针对连杆疲劳试验数据,应用改进的SAFL法进行数据分析,评价连杆的疲劳性能。
叶旋[7]2013年在《喷丸处理对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料组织与疲劳性能的影响研究》文中研究表明本文以部分扩散预合金Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末为原料，利用模壁润滑和温压工艺获得高密度压坯(7.35-7.40g/cm3)，采用网带烧结工艺烧结试样，并对烧结试样进行了喷丸处理。研究了喷丸前后的Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的组织、孔隙度、力学性能及拉伸断口形貌的变化；对喷丸前后的Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料进行弯曲超声疲劳试验，并用SEM对疲劳断口进行显微分析，研究了喷丸工艺对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的疲劳性能、疲劳断裂行为和机理的影响。研究结果表明：喷丸可以明显提高Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的表面显微硬度，喷丸35min后的表面显微硬度为742HV，喷丸前的表面显微硬度为358HV；喷丸可以明显降低Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的表面孔隙度，形成致密层，喷丸15min可形成大约30μm的致密层，喷丸35min可形成大约70μm的致密层，喷丸55min可形成大约90μm的致密层；但是，喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的金相组织基本没有影响，喷丸并未使得组织发生明显的马氏体相变；喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的抗拉强度并无明显影响，喷丸前为678MPa，喷丸后平均为690MPa左右；喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的拉伸断口形貌和断裂机理也基本无影响，皆表现为韧性和脆性断裂结合的断口特征。对喷丸前后的Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的弯曲超声疲劳试验结果显示：喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料的疲劳性能有显着的强化效果，并且随着喷丸时间的增长，材料的疲劳周次也逐渐延长。在5×10~6、5×10~7、5×10~8循环周次条件下，未喷丸试样的条件疲劳极限分别为341.85MPa、250.98MPa和184.26MPa，喷丸后的分别为446.75MPa、365.89MPa和300.43MPa，依次提高了疲劳极限31.7%、46.0%和63.1%。随着疲劳周次的提高，疲劳极限增加幅度和增加比例逐渐增加，在5×10~6周次时，试样疲劳极限喷丸前后相差105MPa，疲劳极限增加了31.7%；而在5×10~8周次时，相差116MPa，增加了63.1%。对喷丸前后的Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结试样的疲劳试样断口显微分析显示：喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料疲劳断口形貌有明显的影响，主要集中于疲劳断口的裂纹源和裂纹第一扩展区：喷丸前材料的疲劳裂纹源以多源萌生的形式于试样表面尖角或棱边萌生，而喷丸后的试样裂纹源逐渐向亚表面和材料内部移动；喷丸前试样的疲劳断口的第一扩展区不明显，而喷丸后试样的疲劳断口的第一扩展区面积明显增大。此外，喷丸对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料疲劳断口裂纹第二扩展区和瞬断区没有明显的影响。对喷丸前后的Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结试样疲劳裂纹扩展路径分析显示：喷丸对材料疲劳裂纹扩展路径有明显的影响，主要集中于疲劳裂纹的萌生和裂纹在材料表面的扩展：裂纹深度较浅时，喷丸处理对减缓裂纹扩展有较显着的影响；喷丸前试样的疲劳裂纹在试样表面萌生然后向内部扩展，形成明显张开的裂痕并贯穿整个试样横截面，而喷丸后试样的疲劳裂纹则萌生于表面下靠近试样心部的拉应力区域；喷丸后试样的疲劳裂纹在表面处发生弯曲、分岔和二次裂纹的现象，说明裂纹在此处的扩展受到严重的阻碍。
郑夕健[8]2010年在《基于神经网络的塔式起重机结构有效寿命理论及技术实现》文中提出随着高层建筑的增多,塔式起重机作为现代施工中的关键起重设备,其满载率加大,工作繁忙程度加重,其大部分时间是在高应力水平下工作的,塔式起重机有效寿命已成为其安全可靠运行的一个重要评价指标。通过对多台破坏的塔式起重机进行分析,发现塔式起重机破坏主要是由其疲劳破坏引起的。为全面深入和分析塔式起重机结构有效寿命,本文用系统工程理念与现代综合设计方法解决塔式起重机结构有效寿命的在线监控问题,主要包括综合有限元方法、优化神经网络以及集成网络和疲劳强度理论进行塔式起重机结构的有效寿命评估及与塔式起重机群在线监控,这对避免塔式起重机的超期服役,消除塔式起重机群作业疲劳损伤和运行故障造成的事故隐患,保障设备和人身安全具有重要的理论及实践意义。对在用塔式起重机的实际工作情况进行分析研究,在规划塔式起重机结构试验方案及试验数据拾取的基础上,通过现场试验获取典型工况下塔式起重机的结构应力状况。依据有限单元法基本原理,确定了塔式起重机结构的简化原则及处理方法,利用ANSYS建立了塔式起重机的有限元模型,求解获得了结构疲劳危险点。基于神经网络理论及方程论理论,提出高精度优化算法计算RBF神经网络参数的思想,给出确定权值和阈值的数学优化及隐层单元数量的选取方法。在此基础上,构造塔式起重机结构应力识别集成网络及线性方程插值函数,实现对特征参数与结构应力的非线性映射,获得特征参数与结构应力之间的关系,定性定量地界定了塔式起重机关键部位应力与寿命的力学响应；根据塔式起重机实际工作特点及其疲劳破坏类型,确定对塔式起重机结构进行疲劳分析和有效寿命估算的方法；根据统计学原理,确定各疲劳危险点的实际工作状况及应力循环特性,计算基于塔式起重机额定载荷的当量应力循环次数,构建塔式起重机疲劳危险点的结构应力谱,获得塔式起重机结构有效寿命的估算方法,形成基于神经网络的结构有效寿命理论。以某塔式起重机为例,进行结构有效寿命估算。应用无线局域网通信技术和网络技术构造以PLC为主控核心以及多传感器组成的塔式起重机结构有效寿命监控系统,完成塔式起重机结构有效寿命监控系统的软硬件设计,绘制流程图,编写相关程序。通过对塔式起重机主要工作参数的监测,实现塔式起重机结构有效寿命评估,为塔式起重机的安全运行提供更高的安全保障。通过分析研究,得到一套用于的塔式起重机结构有效寿命评估的实用方法,是提升塔式起重机技术品质与实施智能化控制的必由之路。该方法不仅可以对现行在役塔式起重机进行有效寿命评估,为进一步应用系统工程与现代综合设计方法奠定了基础,还能为新型塔式起重机的设计制造、操作与应用提供技术保障手段。
张春芝[9]2012年在《刮板输送机动力学建模及链环疲劳可靠性研究》文中研究表明刮板输送机是煤矿生产的重要设备,主要完成井下煤炭的运输任务。由于刮板机运行工况恶劣,刮板机链条故障发生频繁,严重地影响了煤炭的安全高效生产。为解决这一工程问题,论文首先建立了某型刮板输送机链传动系统的刚体动力学模型,并进行了仿真分析,研究其运动学、动力学特性；然后建立立环为柔性体的链传动系统刚-柔耦合动力学模型,按叁种功率输出状态分别进行了立环动态载荷虚拟测试,得到了链环在各仿真时刻的应力状态和载荷应力时间历程,根据刮板输送机任务特征编制载荷谱,并选择线性疲劳损伤累积法则进行了立环危险点的疲劳寿命计算,研究其疲劳可靠性；最后开发了刮板输送机链条工况综合监测装置,该装置由刮板输送机故障检测单元和二次仪表组成,能够检测刮板输送机的断链或堵转、断刮板、跳链等故障,并将检测结果上传地面调度室。利用虚拟样机技术进行链环疲劳可靠性分析,并开发综合监测装置监测刮板输送机链传动系统的运行状态,可有效提高煤炭生产的安全性。
李庆伟[10]2009年在《参数化驱动的3D智能锥齿轮设计系统研究》文中认为随着螺旋锥齿轮被广泛应用到各种重载齿轮传动装置中,传统的靠人工设计螺旋锥齿轮的方法已暴露出建模比较困难、设计效率不高以及设计准确性得不到保证等问题。因此充分利用计算机技术,对螺旋锥齿轮进行计算机辅助设计,将成为螺旋锥齿轮设计的发展趋势。本文在研究了格里森标准和克林根贝尔格的相关标准中螺旋锥齿轮齿面接触强度以及齿根弯曲强度计算与校核的基础上,提出以数据库技术、UG二次开发技术、弱人工智能技术等为核心的螺旋锥齿轮计算机辅助设计系统。该系统以Microsoft公司的Visual C++6.0为开发平台,有机结合SQL Sever2000的数据库接口以及UG/OPEN API,采用模块化的设计方法来开发。该系统可以完成从基本参数输入到几何信息计算、智能化齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度的校核、UG叁维模型建立的全过程,不仅可以降低设计人员的劳动强度,还将有效地提高产品的设计效率、质量和水平,大大加快开发周期。系统产生的用于UG软件的齿轮模型文件以及用于生产的齿轮几何信息报表,对后续的齿轮仿真、加工都非常有效。同时,系统具有材料数据库管理、刀盘数据库管理、报表打印、帮助系统等一系列的辅助功能。该设计系统能够满足有经验的设计人员快速设计锥齿轮的需要,对用户的实际工作非常有效,对研究和开发新的锥齿轮辅助设计系统具有一定的理论意义和实用价值。
参考文献：
[1]. 智能化疲劳极限测试系统[J]. 苏海青, 刘慕双, 罗小林. 承德石油高等专科学校学报. 2003
[2]. 微机控制疲劳极限测试系统[J]. 苏海青, 刘慕双, 罗小林. 工业仪表与自动化装置. 2005
[3]. 智能化疲劳极限测试系统[D]. 苏海青. 合肥工业大学. 2003
[4]. 曲轴弯曲疲劳试验系统的研究与开发[D]. 周迅. 浙江大学. 2003
[5]. 金属摩擦副的机械疲劳与滚动摩擦和滑动摩擦复合损伤的初步研究[D]. 李本海. 机械科学研究院. 2003
[6]. 连杆疲劳试验系统开发与研究[D]. 刘宏瑞. 浙江大学. 2012
[7]. 喷丸处理对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C烧结材料组织与疲劳性能的影响研究[D]. 叶旋. 华南理工大学. 2013
[8]. 基于神经网络的塔式起重机结构有效寿命理论及技术实现[D]. 郑夕健. 东北大学. 2010
[9]. 刮板输送机动力学建模及链环疲劳可靠性研究[D]. 张春芝. 中国矿业大学(北京). 2012
[10]. 参数化驱动的3D智能锥齿轮设计系统研究[D]. 李庆伟. 江苏科技大学. 2009
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