基于S7-300的電液比例疲勞加載試驗(yàn)臺(tái)研究.pdf

1、疲勞試驗(yàn)是對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行分析的有效途徑，以保證零件或產(chǎn)品的可靠性，廣泛的應(yīng)用于汽車、航天航空、船舶、建筑等領(lǐng)域。通過在試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)證零件在不同工況下的疲勞強(qiáng)度，以調(diào)整零件在工作時(shí)相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，進(jìn)而保障設(shè)備和工作人員的安全。
　　本文研究的疲勞加載試驗(yàn)臺(tái)是針對(duì)特定負(fù)載自主研發(fā)的試驗(yàn)裝置，需綜合應(yīng)用電氣控制、液壓控制、機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)。鑒于PLC與比例閥對(duì)

2、單出桿液壓缸輸出力的控制是研究難點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)輸出力的精確控制，論文對(duì)疲勞加載試驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)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(chǔ)上對(duì)基于S7-300的閥控非對(duì)稱液壓缸系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了初步探索，提出基于 PID控制的靜態(tài)補(bǔ)償控制以實(shí)現(xiàn)對(duì)非對(duì)稱液壓缸的對(duì)稱控制，并完成系統(tǒng)控制程序編寫及觸摸屏界面組態(tài)。考慮到本試驗(yàn)臺(tái)目標(biāo)輸出力具有峰值高、交變快等特點(diǎn)，為保證試驗(yàn)臺(tái)加載機(jī)械系統(tǒng)各零部

3、件的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，論文對(duì)加載臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算及有限元分析。試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)的質(zhì)量決定了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，在完成上述工作后，論文對(duì)試驗(yàn)臺(tái)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上搭建試驗(yàn)臺(tái)原型并對(duì)試驗(yàn)臺(tái)靜態(tài)加載及動(dòng)態(tài)加載性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析，具體包靜態(tài)加載試驗(yàn)、正弦周期加載試驗(yàn)、正弦?guī)嘀芷诩虞d試驗(yàn)及階梯加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該試驗(yàn)臺(tái)能夠模擬構(gòu)件實(shí)際工況，同時(shí)也能夠模擬其他工況下的受力曲線，符合預(yù)期功能