N228-简易疲劳试验机的设计 下载积分：150　资料编号： N228

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摘要

本文主要介绍了疲劳试验机的研究历史及发展现状，并针对当前疲劳试验机发展所存在的一些问题，设计一款简易弯曲疲劳试验机。试验机主要包括机械系统和测控系统。疲劳试验机的机械系统部分，主体采用曲柄滑块机构，并简单设计了试验机的试件。本课题主要设计一款简支梁式的弯曲疲劳试验机，可进行平面弯曲试验中的三点弯曲试验。综合考虑各种因素的影响，重点设计了转轴、偏心轮机构、驱动杆、夹具、机架等主要机构，为避免试验时可能发生的意外，为试验机设计了一款安全装置。本试验机的测控系统主要包括电气控制系统和测试系统。电气控制系统采用变频器实现对交流电机的转速控制；测试系统主要包括交变载荷检测系统和循环次数检测系统。交变载荷检测系统，采用电阻应变式传感器对载荷进行检测，经由放大电路以及数模转换器处理后，通过单片机进行控制显示。循环次数检测系统，通过接近开关感应信号，并由单片机控制计数及显示。

关键词  疲劳试验机；三点弯曲；变频器；载荷检测

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摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题的背景和研究意义 1

1.2.1 课题背景 1

1.2.2 研究意义 1

1.3 国内外疲劳试验机的发展概况 2

1.4 课题研究的主要问题 2

2 疲劳试验机的总体方案设计 3

2.1 机械部分总体方案设计 3

2.1.1 激振方法的选择与设计 3

2.1.2 试件选择及疲劳加载方式确定 3

2.1.3 驱动载荷计算 4

2.1.4 转轴最小转矩计算 7

2.1.5 最大工作载荷计算 8

2.2 电气控制系统的总体方案设计 9

2.2.1 总体方案要求 9

2.2.2 控制系统总体设计 9

3 疲劳试验机的机械部分设计 11

3.1 疲劳试验机的工作原理及机械结构 11

3.1.1 疲劳试验机的工作原理 11

3.1.2 疲劳试验机的机械结构组成 11

3.2 转轴的设计 12

3.2.1 轴的类型选择 12

3.2.2 转轴的材料 12

3.2.3 转轴的结构设计 12

3.2.4 轴上载荷的计算 14

3.2.5 转轴的强度校核计算 16

3.2.6 转轴的刚度校核计算 18

3.2.7 转轴的振动 20

3.3 试验机加载机构的设计 21

3.3.1 激振机构的设计 21

3.3.2 驱动杆的设计 23

3.3.3 连杆设计 24

3.3.4 导轨设计 24

3.3.5 机架设计 25

3.3.6 夹具的设计 26

3.3.7 安全装置的设计 27

4 疲劳试验机的测控系统设计 28

4.1 电气控制系统设计 28

4.1.1 电气控制系统的类型及工作原理 28

4.1.2 电机调速方法设计 28

4.1.3 变频器的简要介绍及选型 30

4.1.4 变频调速的基本原理及特性 30

4.1.5 变频器的组成及其控制原理 31

4.2 疲劳试验机的检测系统设计 32

4.2.1 交变载荷循环次数的系统设计 33

4.2.2 交变载荷测试系统的硬件设计 34

4.2.3 交变载荷测试系统的软件设计 40

结论 43

致谢 44

参考文献 45

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