平面應(yīng)變模型試驗臺液壓系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、平面應(yīng)變模型試驗臺主要是根據(jù)物理相似模擬理論建立的，模擬地下隧道襯砌結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的受力情況，也可按照設(shè)定的相似比模擬列車隧道開挖，特別是在分析地下洞室變形及巖爆和研究開挖過程的巖層運動方面具有明顯優(yōu)勢，在土木工程領(lǐng)域具有很強的實用性和廣闊應(yīng)用前景。
　　本課題的研究對象為某單位研發(fā)平面應(yīng)變模型試驗臺。本文首先根據(jù)試驗負(fù)載確定試驗臺液壓控制系統(tǒng)的主要參數(shù)，設(shè)計并繪制了三種液壓控制方案原理圖，通過對這三種方案對比分析，最終選用了定

2、量泵供油，由步進(jìn)電機、壓力變送器、步進(jìn)電機驅(qū)動器及下位機可編程控制器(PLC) PID控制模塊及PWM輸出模塊組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)方案。對液壓系統(tǒng)液壓元件進(jìn)行選型與采購，并最終用于設(shè)計生產(chǎn)。
　　其次，根據(jù)理論計算結(jié)果，利用ANSYS有限元軟件對本系統(tǒng)的關(guān)鍵液壓元件液壓缸進(jìn)行強度校核和模態(tài)分析，根據(jù)計算結(jié)果可以直觀、全面了解各個結(jié)構(gòu)在最大加載工況下的強度和剛度及自身的固有頻率和振型，為液壓缸生產(chǎn)制造提供重要的理論依據(jù)。
　　再

3、次，利用AMESim軟件建立多缸三個方向同步開環(huán)加載模型及閉環(huán)PID控制加載模型，對多缸同步加載的載荷控制和穩(wěn)壓控制進(jìn)行了仿真研究。通過仿真計算，對比分析兩種方案液壓系統(tǒng)中的流量、壓力及液壓缸位移特性曲線，驗證了設(shè)計的閉環(huán)控制系統(tǒng)加載性能優(yōu)良，控制均勻穩(wěn)定，是復(fù)雜機器控制的最佳選擇。
　　最后，根據(jù)加載穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，分析了系統(tǒng)調(diào)壓及穩(wěn)壓加載原理，對控制部分硬件進(jìn)行選型及分析，使用西門子系統(tǒng)軟件開發(fā)了試驗監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)對液