基于軟測量技術(shù)的疲勞試驗系統(tǒng)參數(shù)識別研究與應(yīng)用.pdf

1、電磁諧振式高頻疲勞試驗機是一種基于共振原理的用于測定金屬材料在交變載荷作用下的疲勞壽命的試驗設(shè)備，因其工作頻率髙、試驗時間短、能量損耗低等優(yōu)點深受各大工業(yè)研發(fā)生產(chǎn)部門和高等院校的青睞。隨著人們對試驗結(jié)果的準確性要求越來越高，如何提高諧振式高頻疲勞試驗機自身的精度無疑是個亟待解決的問題。我們在進行諧振式疲勞裂紋擴展試驗時，發(fā)現(xiàn)振動系統(tǒng)的工作特性受其質(zhì)點質(zhì)量影響較大，而振動系統(tǒng)的質(zhì)點是由多個不同形狀、材質(zhì)的部件組成，對質(zhì)點質(zhì)量進行直接測量有

2、很大的局限性。本文提出了一種針對此類疲勞試驗系統(tǒng)質(zhì)點質(zhì)量的軟測量方法，主要研究工作如下：
　　(1)以紅山PLG-100電磁諧振式高頻疲勞試驗機為研究對象，基于其工作原理及振動力學理論建立了系統(tǒng)三自由度振動力學模型和動力學方程，推導得到關(guān)于系統(tǒng)固有頻率、彈簧剛度與質(zhì)點質(zhì)量關(guān)系的系統(tǒng)頻率方程。
　　(2)通過有限元方法計算出不同裂紋長度下試件的剛度和系統(tǒng)各彈簧剛度，通過固有頻率測量實驗方法測出裂紋擴展到不同長度時系統(tǒng)的諧振頻率

3、，將不同裂紋長度時系統(tǒng)諧振頻率值及相應(yīng)試件、彈簧剛度代入到系統(tǒng)頻率方程中，得到關(guān)于待識別質(zhì)點質(zhì)量為未知數(shù)的超定方程組，求解超定方程組得到最小二乘解，并通過進一步的后續(xù)處理得到振動系統(tǒng)的主振質(zhì)量和激振質(zhì)量。
　　(3)設(shè)計了基于LabVIEW8.6的參數(shù)識別系統(tǒng)，通過編程實現(xiàn)對此類振動系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的采集、處理、運算、存儲。
　　(4)為驗證所提出方法進行了相關(guān)實驗，在試驗機上增加砝碼改變系統(tǒng)的主振質(zhì)量，采用所提出方法識別出所添