機械結(jié)構(gòu)件疲勞監(jiān)測方法及裝置.pdf

1、現(xiàn)代工程機械設備所處的工況環(huán)境越來越復雜，工況條件也更加惡劣，作用在機械結(jié)構(gòu)上的交變（循環(huán)）載荷，加劇了材料結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，最終導致材料疲勞斷裂現(xiàn)象。針對目前還沒有有效的機械結(jié)構(gòu)疲勞監(jiān)測方法的現(xiàn)狀，研制一種結(jié)構(gòu)疲勞監(jiān)測的試驗裝置及測量系統(tǒng)具有十分重要的意義。
　　本文按照載荷大小可調(diào)，加載頻率可控的要求，為試驗裝置選擇了合適的傳動方案和加載機構(gòu)。同時，以試樣所受的載荷（應力）及應變響應為被測對象，構(gòu)建了以光纖布拉格光柵（簡稱 FB

2、G）傳感器、FBG解調(diào)儀為主要元件的測量系統(tǒng)。本文進行了疲勞監(jiān)測試驗裝置的設計和測量系統(tǒng)的構(gòu)建，實現(xiàn)了對承載構(gòu)件的有效監(jiān)測，解決了機械結(jié)構(gòu)的疲勞監(jiān)測問題。本課題主要完成的工作如下：
　　1.根據(jù)課題的要求，制定了疲勞監(jiān)測裝置的性能指標，介紹了裝置總體構(gòu)成；確定合適的傳動方案和加載機構(gòu)。設計了立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)的疲勞監(jiān)測試驗裝置，分析了它們的異同點。對試樣結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)、連桿結(jié)構(gòu)、連桿支架安裝定位、機架等進行相關(guān)的設計計算和校核，完

3、成了對試驗裝置機械本體結(jié)構(gòu)的設計。
　　2.構(gòu)建了結(jié)構(gòu)疲勞監(jiān)測試驗的測量系統(tǒng)。分別從測量系統(tǒng)工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能、測量精度、編程流程等方面進行了詳細設計說明。根據(jù)光纖布拉格光柵（FBG）傳感器的原理，提出了應變的解算方法，將所測得的波長值解算成所需的應力、應變值，解決了分別對載荷（應力）、應變測量的問題，使測量系統(tǒng)得到簡化。
　　3.分別在改變曲柄長度和加載頻率兩個不同條件下進行疲勞監(jiān)測試驗，并對測量系統(tǒng)采集