電磁諧振式疲勞試驗系統(tǒng)設(shè)計及其性能評估研究.pdf

1、金屬疲勞問題自其被發(fā)現(xiàn)之日起，便是工程界和科研界著力想解決的問題。經(jīng)過近兩百年的發(fā)展，人們對金屬疲勞的機(jī)理已經(jīng)有了一定的掌握，預(yù)防、減緩疲勞的方法也有了很大的進(jìn)步。但是隨著工業(yè)的快速進(jìn)步，機(jī)械使用的環(huán)境越來越嚴(yán)苛，人們對機(jī)械設(shè)備的抗疲勞性能要求也越來越高，金屬抗疲勞問題面臨了新的挑戰(zhàn)。
　　金屬疲勞試驗機(jī)作為測定金屬材料疲勞性能的基本設(shè)備，是新材料研究、新產(chǎn)品開發(fā)過程中必不可少的工具。因此，疲勞試驗機(jī)水平的高低在一定程度上反應(yīng)了疲

2、勞研究的發(fā)展水平。經(jīng)過多年的努力，驅(qū)動方式各異、作用力方式不同的疲勞試驗機(jī)蓬勃發(fā)展。針對不同材料、不同結(jié)構(gòu)的疲勞試驗機(jī)也越來越多樣化、集成化、現(xiàn)代化。
　　本文基于電磁諧振的原理開發(fā)了一款材料平面彎曲疲勞試驗機(jī)。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　1）闡述本電磁諧振式疲勞試驗系統(tǒng)的工作原理；利用 Abaqus對裝配有不同裂紋深度試件的諧振系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的模態(tài)及強(qiáng)迫振動分析，并基于此提出試驗系統(tǒng)載荷標(biāo)定及恒載荷控制的方法。
　　

3、2）對系統(tǒng)主體部分（包括控制系統(tǒng)）的設(shè)計進(jìn)行了說明；探究了疲勞試驗過程中頻率追蹤的方法；對系統(tǒng)掃頻過程中的滯后現(xiàn)象進(jìn)行了研究，提出了通過正反兩次掃頻來快速獲取固有頻率的方法。
　　3）使用45號鋼試樣的彎曲疲勞試驗對本試驗系統(tǒng)性能進(jìn)行了評估，驗證了其電磁諧振系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及頻率追蹤方式的可靠性；通過統(tǒng)計斷裂試樣的位置驗證了有限元分析結(jié)果的正確性；繪制了45號鋼的S-N曲線并將其疲勞極限與旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗的結(jié)果進(jìn)行了對比，驗證