自平衡重載壓力機以及油膜承載特性研究.pdf

1、重載壓力機從開始的人工杠桿加載到現(xiàn)在液壓加載與伺服反饋，可實現(xiàn)的功能越來越多，可觀測的數(shù)據(jù)越來越豐富。但是目前，國內(nèi)現(xiàn)有的重載壓力試驗機只能獲得巖石的宏觀力學特性和巖石試樣破壞后的特性，例如巖石的變形，強度特性等。而巖石的動態(tài)破裂過程仍是個黑箱過程。那么巖石在大載荷的加載情況下，如何實現(xiàn)壓力室平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)成為本次課題主要研究內(nèi)容:
　　本文首次提出了將液體油膜支撐技術運用于重載壓力機，實現(xiàn)了在大載荷狀況下壓力室的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。壓力室中采

2、用自平衡活塞的結(jié)構滿足了試樣上下表面圍壓的加載需求，使得巖石試樣各種參數(shù)的準確性在測量時得到了很大的提高。
　　本文以重載壓力機加載油缸為研究對象，對垂向加載缸進行了動力學建模，在不忽略非線性摩擦力和非線性彈性力的情況下，通過MATLAB仿真研究對加載油缸動力學模型進行了分析，更具針對性地分析了重載壓力機加載油缸低速爬行現(xiàn)象的原因。分析了油缸低速爬行現(xiàn)象影響因素中，非線性摩擦力泰勒展開各項系數(shù)中對低速振動現(xiàn)象的影響程度。有效的避免

3、了加載油缸由于爬行現(xiàn)象引起的參數(shù)失真等狀況，保證了試驗的順利進行。
　　本文通過理論分析，基于液體油膜支承的實際問題提出流場簡化模型，化簡并求解流體連續(xù)性方程和運動方程，得到了速度、壓強、承載力、油膜剛度等參數(shù)的解析解。采用有限元計算軟件CFX對液體油膜支承系統(tǒng)進行了數(shù)值模擬計算，得出靜態(tài)時液體油膜支承系統(tǒng)的流場分布。選出了油膜厚度在30μm時最為合適，保證了在大載荷的加載條件下壓力室的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
　　研究結(jié)果表明，本文所研