3500KN静载测试平台试验系统的研制

发布时间：2017-05-27 20:20

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【摘要】：针对市场上对大吨位、卧式、结构件拉压试验机的需求,该项目旨在开发一套试验机设备,该设备最高加载力为3500KN,能完成钢丝绳、锚链、吊钩、起重机结构件等多种试件的试验,并通过配备不同的夹具完成拉力、压力、弯曲、扭转等多种试验。该试验机能提供恒定位移速率、载荷速率、变形速率加载。 本课题的创新点是：设计测试平台组装式框架结构,承载能力强,加载行程可调,可在2.5m到12.5m共5级的范围内调整,油缸加载中心高度可调,可在0.565m到1.725m共9级的范围内调整,试验类型丰富,具有良好的拓展性。将以比例调速阀和比例溢流阀为主控阀的电液比例加载系统成功应用到测试平台上,并取得了良好的控制效果；通过设计负载适应型液压系统,降低了能量损耗以及液压系统开发成本。开发具有自动控制功能的电控系统,在上位机监控界面上就可以完成试验加载、数据显示、数据存储及打印,试验方便,通用性强。 全文分六章。论文在第一章对国内现有的试验机的优缺点进行了对比分析,阐述了现有试验机中存在的主要问题,明确了课题研究的方向。 在第二章论述了试验机整体方案的设计,首先论述了试验机的主要设计指标及参数,明确了试验机的设计方向。接着介绍了总体方案及工作原理,最后分别论述了电液控制系统及主机系统的设计。 在第三章,对测试平台关键部件进行设计计算及有限元分析,对机械结构进行优化,提高其可靠性和经济性。 在第四章,对比例溢流阀、比例调速阀、液压系统进行了AMEsim建模,通过仿真分析,电液比例控制系统可以较好地实现位移速率和载荷速率加载功能。 在第五章,开发了测试平台的电控系统,编写上下位机通讯程序、上位机监控程序和PLC控制程序。完成100KN测试平台样机的研制,并对某一型号钢丝绳进行拉伸及破断试验。 第六章,论述了3500KN试验测试平台的研究成果,并阐述了其存在的不足、应用前景及改进方向。
【关键词】：液压试验机 组装式框架结构 自动试验系统 AMEsim建模
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH87;TH137
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1 绪论15-27
• 1.1 选题背景15-16
• 1.2 液压试验机国内外研究现状16-20
• 1.2.1 液压试验机的国内发展现状16-17
• 1.2.2 液压试验机的国外发展现状17-18
• 1.2.3 国内外大吨位试验机应用情况18-20
• 1.3 液压试验机的主要特点20-21
• 1.4 液压试验机的典型加载方案21-26
• 1.4.1 液压试验机手动控制系统22
• 1.4.2 液压试验机电液伺服控制系统22-25
• 1.4.3 液压试验机电液比例控制系统25-26
• 1.5 本课题的研究内容26-27
• 2 3500KN静载测试平台试验系统总体方案27-41
• 2.1 测试平台的主要设计要求及结构件典型试验要求27-30
• 2.1.1 测试平台的主要设计要求及参数27-28
• 2.1.2 钢丝绳破断拉伸试验典型试验要求28
• 2.1.3 电焊锚链破断载荷及拉力载荷试验典型试验要求28-29
• 2.1.4 起重机用短环链拉力试验典型试验要求29-30
• 2.2 测试平台总体方案及工作原理30-31
• 2.3 测试平台电液控制系统原理31-33
• 2.4 测试平台主机系统设计33-38
• 2.4.1 结构平台基础设计34
• 2.4.2 结构平台设计34-36
• 2.4.3 反力工装夹具设计36-38
• 2.5 测试平台电控系统原理38-39
• 2.6 本章小结39-41
• 3 液压系统设计计算及关键部件有限元分析41-55
• 3.1 液压系统设计计算41-47
• 3.1.1 系统负载分析及计算41-42
• 3.1.2 液压缸参数计算42-44
• 3.1.3 液压泵站的设计44-45
• 3.1.4 电机的参数计算45
• 3.1.5 油箱的设计计算45-47
• 3.2 测试平台关键部件有限元分析47-53
• 3.2.1 ANSYS Workbench 12软件简介47-48
• 3.2.2 3500KN测试平台加载端三角架装配体有限元分析48-50
• 3.2.3 3500KN测试平台加载端三角架有限元分析50-51
• 3.2.4 3500KN测试平台加载端油缸固定横梁有限元分析51-52
• 3.2.5 3500KN测试平台不同油缸中心高时装配体有限元分析52-53
• 3.3 本章小结53-55
• 4 测试平台电液比例控制系统的建模及仿真分析55-81
• 4.1 仿真软件介绍55
• 4.2 测试平台电液比例系统仿真模型的建立55-72
• 4.2.1 液压缸及负载建模56-59
• 4.2.2 比例溢流阀建模59-67
• 4.2.3 比例调速阀建模67-72
• 4.3 电液比例控制系统AMEsim建模及仿真分析72-79
• 4.3.1 经典PID控制策略73
• 4.3.2 测试平台电液控制系统AMEsim模型建立73-74
• 4.3.3 测试平台位移速率控制模式仿真分析74-77
• 4.3.4 测试平台载荷速率控制模式仿真分析77-79
• 4.4 本章小结79-81
• 5 测试平台电控系统的搭建及实验研究81-99
• 5.1 3500KN测试平台和100KN测试平台电控系统相似性分析81
• 5.2 100KN测试平台整机系统81-82
• 5.3 电控系统硬件平台的搭建82-86
• 5.3.1 PLC及其配套A/D模块的选用83-84
• 5.3.2 位移传感器的选用84-85
• 5.3.3 载荷传感器的选用85
• 5.3.4 比例放大板的选用85-86
• 5.4 电控系统控制软件的编写86-92
• 5.4.1 上下位机通讯协议86-88
• 5.4.2 上位机控制程序编写88-91
• 5.4.3 下位机控制软件的编写91-92
• 5.5 测试平台试验研究92-96
• 5.5.1 钢丝绳拉伸试验——位移速率控制模式92-94
• 5.5.2 钢丝绳拉伸试验——载荷速率控制模式94-95
• 5.5.3 钢丝绳破断试验95-96
• 5.6 本章小结96-99
• 6 总结和展望99-103
• 6.1 测试平台研究结果总结99-100
• 6.2 测试平台研究展望100-103
• 参考文献103-109
• 附录109-112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：401107