基于S7-300的電液比例疲勞加載試驗臺研究.pdf

1、疲勞試驗是對構件的疲勞強度進行分析的有效途徑，以保證零件或產品的可靠性，廣泛的應用于汽車、航天航空、船舶、建筑等領域。通過在試驗臺上模擬出不同類型、不同參數(shù)的加載力（如正弦、三角、階梯、階躍等波形的力）可驗證零件在不同工況下的疲勞強度，以調整零件在工作時相應的設備參數(shù)，進而保障設備和工作人員的安全。
　　本文研究的疲勞加載試驗臺是針對特定負載自主研發(fā)的試驗裝置，需綜合應用電氣控制、液壓控制、機械設計等相關技術。鑒于PLC與比例閥對

2、單出桿液壓缸輸出力的控制是研究難點，為實現(xiàn)對試驗臺輸出力的精確控制，論文對疲勞加載試驗臺液壓系統(tǒng)進行設計與仿真分析，確定符合功能要求的最優(yōu)液壓系統(tǒng)----比例方向閥閉環(huán)控制系統(tǒng)，在此基礎上對基于S7-300的閥控非對稱液壓缸系統(tǒng)的控制策略進行了初步探索，提出基于 PID控制的靜態(tài)補償控制以實現(xiàn)對非對稱液壓缸的對稱控制，并完成系統(tǒng)控制程序編寫及觸摸屏界面組態(tài)?？紤]到本試驗臺目標輸出力具有峰值高、交變快等特點，為保證試驗臺加載機械系統(tǒng)各零部

3、件的強度及穩(wěn)定性，論文對加載臺機械系統(tǒng)關鍵零部件進行了詳細的設計計算及有限元分析。試驗臺電氣控制系統(tǒng)的質量決定了整個系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，在完成上述工作后，論文對試驗臺電氣控制系統(tǒng)進行了詳細設計，在此基礎上搭建試驗臺原型并對試驗臺靜態(tài)加載及動態(tài)加載性能進行了試驗分析，具體包靜態(tài)加載試驗、正弦周期加載試驗、正弦?guī)嘀芷诩虞d試驗及階梯加載試驗。試驗結果表明，該試驗臺能夠模擬構件實際工況，同時也能夠模擬其他工況下的受力曲線，符合預期功能