疲劳试验机PPT讲稿.ppt

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1、疲劳试验机第1页，共33页，编辑于2022年，星期一系统已在沈阳飞机厂系统已在沈阳飞机厂上海材料研究所上海材料研究所同济大学、东北大学同济大学、东北大学上海宝钢、上海飞机厂上海宝钢、上海飞机厂等单位投入使用。等单位投入使用。产品处于国内领先，接近于国际先进水平。产品处于国内领先，接近于国际先进水平。第2页，共33页，编辑于2022年，星期一系统特点系统特点 在在Microsoft Windows98/2000/XPMicrosoft Windows98/2000/XP环境下运行，全汉化界面、环境下运行，全汉化界面、丰富且按功能分类的菜单栏和工具栏，人性化的交互界面。丰富且按功能分类的菜单栏和工

2、具栏，人性化的交互界面。基于基于DSPDSP和和FPGAFPGA技术的高精度、高可靠性的数字式控制系统；技术的高精度、高可靠性的数字式控制系统；基于模糊自适应控制技术的高精度控制系统；基于模糊自适应控制技术的高精度控制系统；基于电磁共振原理及基于电磁共振原理及FT2FT2自动频率跟踪技术自动频率跟踪技术(Fast-tuning(Fast-tuning Frequency Tracking)Frequency Tracking)的低能耗无磨损的系统；的低能耗无磨损的系统；试验过程（控制、检测、故障诊断、数据处理）的全自动智能化管试验过程（控制、检测、故障诊断、数据处理）的全自动智能化管理；理；系

3、统频率适应范围广，频率分辨率高（系统频率适应范围广，频率分辨率高（80Hz250Hz80Hz250Hz，0.1Hz0.1Hz）；）；具有强大的数据处理功能。具有强大的数据处理功能。第3页，共33页，编辑于2022年，星期一主要技术经济指标主要技术经济指标负荷级数：负荷级数：100KN100KN、50KN50KN、20KN20KN最大静载荷：最大静载荷：100KN100KN最大动载荷：最大动载荷：50KN50KN 载荷精度：静态精度：载荷精度：静态精度：0.5%0.5%动态精度：平均载荷波动度动态精度：平均载荷波动度1%1%、动态载荷波动、动态载荷波动度度2%2%频率调整范围频率调整范围8025

4、0Hz,80250Hz,频率分辨率频率分辨率0.1Hz0.1Hz第4页，共33页，编辑于2022年，星期一o金属材料疲劳试验和疲劳试验设备简金属材料疲劳试验和疲劳试验设备简介介o高频疲劳试验机系统高频疲劳试验机系统o主机结构和工作原理主机结构和工作原理o智能监控系统智能监控系统第5页，共33页，编辑于2022年，星期一金属材料疲劳试验和疲劳试验设备简介金属材料疲劳试验和疲劳试验设备简介o金属材料疲劳试验、意义、现状金属材料疲劳试验、意义、现状o金属材料疲劳设备金属材料疲劳设备第6页，共33页，编辑于2022年，星期一金属材料疲劳试验、意义、现状金属材料疲劳试验、意义、现状疲劳试验即是测出试件在

5、不同的交变载荷的疲劳试验即是测出试件在不同的交变载荷的作用下的疲劳寿命，对于产品结构设计具有十作用下的疲劳寿命，对于产品结构设计具有十分重要的意义分重要的意义.大多数机械产品在工作的过程中都承受着交变载大多数机械产品在工作的过程中都承受着交变载荷，据统计，汽车零部件的破坏中荷，据统计，汽车零部件的破坏中85%85%是属于疲是属于疲劳破坏，而在航空、航天领域，劳破坏，而在航空、航天领域，60%80%60%80%的断裂的断裂是属于疲劳破坏。众所周知：疲劳问题不仅出现是属于疲劳破坏。众所周知：疲劳问题不仅出现在航空、航天、运输等部门，在核工业、能源、在航空、航天、运输等部门，在核工业、能源、土木工程

6、等几乎所有的工程领域都存在疲劳问题。土木工程等几乎所有的工程领域都存在疲劳问题。第7页，共33页，编辑于2022年，星期一金属材料疲劳试验、意义、现状金属材料疲劳试验、意义、现状现代机械设计规范发展已由静强度设计现代机械设计规范发展已由静强度设计规范过渡到疲劳设计，进而发展为损规范过渡到疲劳设计，进而发展为损伤容限设计。这就要求大量的材料断伤容限设计。这就要求大量的材料断裂数据，其中包括裂纹萌生与扩展机裂数据，其中包括裂纹萌生与扩展机制，裂纹尖端应力、应变分析、裂纹制，裂纹尖端应力、应变分析、裂纹起始区的寿命估算等。材料疲劳试验起始区的寿命估算等。材料疲劳试验是材料研究、开发、应用必不可缺的。

7、是材料研究、开发、应用必不可缺的。第8页，共33页，编辑于2022年，星期一电磁谐振式高频疲劳试验机电磁谐振式高频疲劳试验机电液伺服式疲劳试验机电液伺服式疲劳试验机电磁谐振式高频疲劳试验机是基于共振原理的用于测电磁谐振式高频疲劳试验机是基于共振原理的用于测定金属材料疲劳特性的测试装置，其特点是可以实现定金属材料疲劳特性的测试装置，其特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗，从而缩短试验时间，降低高负荷、高频率、低消耗，从而缩短试验时间，降低试验费用，其最突出的优点是节能，符合现在国情及试验费用，其最突出的优点是节能，符合现在国情及经济发展要求。经济发展要求。金属材料疲劳试验机金属材料疲劳试验机 第

8、9页，共33页，编辑于2022年，星期一电磁谐振式高频疲劳试验机图片电磁谐振式高频疲劳试验机图片第10页，共33页，编辑于2022年，星期一电液伺服式疲劳试验机电液伺服式疲劳试验机日本岛津电液伺服疲劳试验机4890第11页，共33页，编辑于2022年，星期一金属材料疲劳试验、意义、现状金属材料疲劳试验、意义、现状o国内的高频疲劳试验机只能进行疲劳寿命（国内的高频疲劳试验机只能进行疲劳寿命（S-S-N N）和载荷谱的试验，而不能进行最有意义的）和载荷谱的试验，而不能进行最有意义的疲劳断裂性能试验。而且产品在控制精度、疲劳断裂性能试验。而且产品在控制精度、可靠性及功能上也不能满足用户的要求，而可靠

9、性及功能上也不能满足用户的要求，而国外引进设备具有价格昂贵、结构复杂、维国外引进设备具有价格昂贵、结构复杂、维修操作困难等一系列问题。修操作困难等一系列问题。第12页，共33页，编辑于2022年，星期一高频疲劳试验系统高频疲劳试验系统电电磁磁谐谐振振式式高高频频疲疲劳劳试试验验机机是是基基于于共共振振原原理理的的用用于于测测定定金金属属材材料料及及其其构构件件在在拉拉、压压或或拉拉压压交交变变载载荷荷下下的的疲疲劳劳特特性性，进进行行正正弦弦载载荷荷谱谱下下的的各各种种试试件件的的拉拉压压、三三点点弯弯曲曲、四四点点弯弯曲曲、扭扭转转、齿齿轮轮疲疲劳劳试试验验等等的的测测试试装装置置。其其特特

10、点点是是可可以以实实现现高高负负荷荷、高高频频率率、低低消消耗耗，从从而而缩缩短短试试验验时时间间，降降低低试试验验费费用用，是是金金属属材材料料疲疲劳劳特特性性的的主主要要测测试试设设备备之一。之一。第13页，共33页，编辑于2022年，星期一高频疲劳试验系统高频疲劳试验系统高频疲劳试验机包括主机和控制系统两部分，高频疲劳试验机包括主机和控制系统两部分，主机在控制系统的作用下完成试验。高频主机在控制系统的作用下完成试验。高频疲劳试验机功能的实现、精度和可靠性以疲劳试验机功能的实现、精度和可靠性以及试验过程的自动化程度主要依赖于控制及试验过程的自动化程度主要依赖于控制系统的性能。系统的性能。第

11、14页，共33页，编辑于2022年，星期一 主机控制柜上位机第15页，共33页，编辑于2022年，星期一主机结构和工作原理主机结构和工作原理升降及静态加载机构升降及静态加载机构直流电机、传动机构、滚珠丝杠、主弹簧、工作台电磁激振动态加载机构电磁激振动态加载机构测力机构测力机构 电阻应变片测力传感器工作台及试件夹紧机构工作台及试件夹紧机构第16页，共33页，编辑于2022年，星期一 主机结构（静载驱动机构）主机结构（静载驱动机构）第17页，共33页，编辑于2022年，星期一主机结构（动载驱动机构）主机结构（动载驱动机构）第18页，共33页，编辑于2022年，星期一主机工作原理主机工作原理第19页

12、，共33页，编辑于2022年，星期一主机工作原理主机工作原理o控制器通过电机驱动系统进行静载加载控制器通过电机驱动系统进行静载加载 o控制器通过振动驱动系统控制电磁激振系统以控制器通过振动驱动系统控制电磁激振系统以设定的振幅和频率振动设定的振幅和频率振动o当激振系统的振动频率和系统本身的固有频当激振系统的振动频率和系统本身的固有频率相等时，系统发生共振，将激振器所产生率相等时，系统发生共振，将激振器所产生的微小振动力放大作用在试件上，进行试验。的微小振动力放大作用在试件上，进行试验。o系统的固有频率和主弹簧刚度、试件刚度及工系统的固有频率和主弹簧刚度、试件刚度及工作台砝码质量有关作台砝码质量有

13、关第20页，共33页，编辑于2022年，星期一第21页，共33页，编辑于2022年，星期一 电电磁磁谐谐振振高高频频疲疲劳劳试试验验机机智智能能监监控控系系统统，其其主主要要包包括括三三部部分分：数数字字式式智智能能控控制制系系统统、疲疲劳劳裂裂纹纹实实时检测系统、远程监测及管理系统。时检测系统、远程监测及管理系统。智能监控系统智能监控系统第22页，共33页，编辑于2022年，星期一现场控制系统（硬件系统）现场控制系统（硬件系统）o 信号采集与处理信号采集与处理。o PWMPWM发生器及大功率电机驱动器发生器及大功率电机驱动器 o SPWMSPWM发生器及激振驱动器发生器及激振驱动器第23页，

14、共33页，编辑于2022年，星期一硬件硬件第24页，共33页，编辑于2022年，星期一 上位机软件系统上位机软件系统 管理、控制、通讯管理、控制、通讯o控制控制 控制参数：静载控制、动载控制、频率控制控制参数：静载控制、动载控制、频率控制 控制策略：采用模糊自整定控制策略：采用模糊自整定PID和和自适自适应应模糊控制技模糊控制技术术 o通讯通讯 RS232RS232串行通讯和网络通讯串行通讯和网络通讯第25页，共33页，编辑于2022年，星期一静载控制：参数自整定控制静载控制：参数自整定控制第26页，共33页，编辑于2022年，星期一第27页，共33页，编辑于2022年，星期一第28页，共33页，编辑于2022年，星期一管理管理 模式设置、过程管理、数据查询、报模式设置、过程管理、数据查询、报表打印、故障诊断。表打印、故障诊断。数据库技术、注册表、文本文件，后台数数据库技术、注册表、文本文件，后台数据库采用据库采用server2000server2000第29页，共33页，编辑于2022年，星期一第30页，共33页，编辑于2022年，星期一第31页，共33页，编辑于2022年，星期一第32页，共33页，编辑于2022年，星期一第33页，共33页，编辑于2022年，星期一