汽车零部件通用疲劳试验机研制

0引言 本试验系统主要是针对轿车中较小零部件的一种通用疲劳试验台。该试验机由三套电液伺服加载装置、测量控制系统和机械装置三大部分组成，每套电液伺服加载装置均可根据需要固定在加载框架或反力墙上，可以组成一维、二维或三维加载试验系统，可从垂直、水平方向对被测试零部件按要求施加静态力，或者根据需要在0～10HZ范围内对零部件进行多种波形循环加载疲劳试验。     

液压负载模拟器动力机构特性分析及参数选择

负载模拟器通常用于对飞行器的舵机在地面试验时进行人为模拟加载,它是一种被动式负载力电液伺服控制系统。图1是舵机加载系统原理图,图中的右半部分是被加载的舵机液压控制系统;左半部分由给定电位计、力函数发生器、电液伺服阀、液压缸及放大器等主要部分组成、其任务是根据舵机的运动状态(位移y,速度y和加速度y)按给定的力函数(通常是高次函数)对舵机控制系统进行加载,称谓负载模拟器。     

直线舵机电液伺服加载系统的研究

电液伺服加载系统就是用以模拟飞行器在飞行过程中舵面所受空气动力(力矩)载荷谱,完成舵机的带载试验.首先对电液伺服加载系统进行了数学建模;其次根据静态加载和动态加载的特点,分别提出了加载系统的积分分离PID和抗积分饱和PID控制算法.在此基础上,开发了电液伺服加载系统,并进行了被试舵机的加载试验.试验测试表明,所研制的电液加载伺服系统能够满足加载控制系统的要求,有效降低系统响应的多余力,获得了良好的试验效果.     

电液加载系统的多余力抑制方法

电液加载系统是用于评价机械操纵执行部件在施加负载情况下运动性能的负载模拟部件,加载控制的难点是要求加载系统在伴随操纵部件运动的前提下施加载荷谱所对应的期望负载力。为了提高加载系统在位置扰动条件下的加载性能,在对加载系统多余力产生的机理加以分析的基础上,详细论述了现有的多余力抑制方法及特点,以及相关研究成果。     

飞机地面模拟试验反推力电液加载系统的实现

介绍了一种专用于飞机地面模拟气动加载试验的电液伺服系统;详细分析了该电液伺服加载系统的结构与特点;重点叙述了系统的具体控制策略;分别给出了在终止反推状态、正常着落状态和收回状态下的试验结果。试验结果表明,所研究的反推力电液伺服加载系统的动态力跟踪误差不大于15%,达到了工程实际应用的目的。     

飞机结构强度试验加载装置设计

针对飞机结构强度试验中向上载荷的施加问题,设计龙门架加载系统,该加载系统主要包括龙门架立柱和加载横梁两部分。根据试验实际应用情况,对该系统中的各主要部件进行优化设计并进行强度校核,结果表明,所设计的龙门架加载系统满足承载需求,保证了试验的顺利进行。     

[可靠性建模及试验技术]面向数控机床可靠性试验的多维力随动加载装置

面向五轴联动数控机床的可靠性试验提出多维力随动加载方法，对五轴联动进给主轴施加多维力载荷，形成复杂进给抗力，部分模拟主轴复杂切削力环境。基于6-PUS并联机构研制多维力随动加载装置，采用模糊PID控制器建立显式力控制系统，比例和积分增益可随加载误差自适应调节。在五轴联动数控机床上开展多维力随动加载实验，结果表明，加载装置能够跟随机床主轴的单轴、三轴联动和五轴联动进给运动，根据期望值对主轴施加三维力，加载误差小于3.2%，在机床执行多种加工轨迹时形成有效进给抗力，为后续引入动态加载模拟复杂切削力提供理论和装备支撑。研究成果可为数控机床可靠性试验提供低成本、可循环的加载方式，有利于测试的规模化和标准化发展，也可为精度保持性、超载试验、跑合试验等机床性能测试提供新的负载模拟思路。     

天线罩热强度试验载荷施加方法研究

为了实现超声速飞行器天线罩热强度环境的地面模拟,本文对其相关的加热系统设计原则、力学载荷的等效施加方法进行了系统研究,得到了合理划分温区和预估相应加热功率的方法,以及通过卡环、卡托实现轴向力、剪切力和弯矩加载技术。试验表明:这种热强度试验技术能够精确模拟飞行器在飞行过程中天线罩承受的气动加热和各种载荷随时间变化的过程。     

电液力控制系统在结构强度试验加载装置中的应用

介绍了一种采用小流量伺服阀控制大容积伺服缸的电液力控制系统。系统中采用了上下位机结合的纯数字分布式计算机控制系统的结构，并将其应用在多通道静力结构强度试验的加载系统中。实验结果表明，本装置其特性不受构件支撑点及构件长短的影响，并具有加载精度高、稳定性好、工作可靠等特点。     

基于数字控制器的电液比例控制系统设计

根据材料试验机加载技术要求，设计了一种基于电液比例的数字控制器，给出了控制模型和数学公式；并作了电液比例数字控制系统的仿真实验以及在实验台上完成了该系统的控制特性实验。实验结果表明，该文设计的基于数字控制器的电液比例控制系统能够满足试验机加载过程的恒定升压速率和控制精度的技术要求。     

钻杆与抽油杆模拟加载试验装置的研制

针对油田使用的各种钻杆、套管及抽油杆生产质量及使用中检测的需要,研制了钻杆与抽油杆模拟加载试验装置.装置主要由模拟试验台、液压拉压加载系统、扭矩加载系统和数据采集与计算机控制系统组成.试验台可以提供的拉压载荷为1000kN,扭矩载荷为10kN·m.液压系统采用电液伺服加载系统,用于控制加载油缸输出拉压载荷的大小、形式和频率,扭矩加载系统采用交流伺服器控制加载电机输出加载扭矩.性能试验和应用试验表明,该试验装置能满足长度为100～1000mm,直径为10～160mm,不同材质的全尺寸石油钻杆及抽油杆试样的强度试验或疲劳试验.     

基于复合控制的电动式伺服力加载系统设计及测试

伺服电动缸具有响应快、同步性好及控制精准的特点,拟选用伺服电动缸取代液压缸作为飞机结构静力试验中的加载执行机构。通过设计电动伺服协调加载系统的控制策略,首次将电动式力控加载技术引入到结构静力试验平台;应用MTS控制系统和BECKHOFF嵌入式控制器,对悬臂框结构件分别进行单通道及多通道的电动伺服加载测试;总结电动伺服加载系统控制参数调试方法。研究及测试结果表明,基于复合控制的电动伺服协调加载过程准确、平稳,基本满足结构强度试验加载要求,具有一定的推广价值。     

面向数控机床可靠性试验的多维力随动加载装置

面向五轴联动数控机床的可靠性试验提出多维力随动加载方法,对五轴联动进给主轴施加多维力载荷,形成复杂进给抗力,部分模拟主轴复杂切削力环境。基于6-PUS并联机构研制多维力随动加载装置,采用模糊PID控制器建立显式力控制系统,比例和积分增益可随加载误差自适应调节。在五轴联动数控机床上开展多维力随动加载实验,结果表明,加载装置能够跟随机床主轴的单轴、三轴联动和五轴联动进给运动,根据期望值对主轴施加三维力,加载误差小于3.2%,在机床执行多种加工轨迹时形成有效进给抗力,为后续引入动态加载模拟复杂切削力提供理论和装备支撑。研究成果可为数控机床可靠性试验提供低成本、可循环的加载方式,有利于测试的规模化和标准化发展,也可为精度保持性、超载试验、跑合试验等机床性能测试提供新的负载模拟思路。     

某型号飞机飞控加载控制系统的硬件架构

在某型号飞机飞控铁鸟台加载控制系统中,加载控制系统实时采集飞行仿真系统的飞机运动参数,解算出相应的舵面载荷力,作为力控制指令信号,经伺服放大后控制电液伺服阀输出力,从而完成模拟飞机舵面所受到的气动铰链力矩。     

某全机疲劳试验多功能集成框架设计

鉴于全机疲劳试验周期长、一套加载系统完成载荷施加、高频检查等特点,设计了一次安装,可长期使用,集加载、测量、检查等功能于一体的框架系统.对集成框架进行有限元校核和寿命评估,结果显示其刚度、静强度、疲劳寿命均满足试验要求,并且各项功能和性能在试验应用中得到了验证,表明集成框架设计的合理性.本框架设计过程形成的设计原则及经验,对后续的全尺寸静力/疲劳试验提供了借鉴和指导.     

起落架电液伺服加载系统的设计与实现

该文根据某型民用飞机起落架控制系统地面模拟试验的要求,设计了一套起落架电液伺服加载系统,文中对该加载系统的工作原理进行了分析,给出了其总体方案、液压原理图、控制策略以及试验结果等内容,试验结果表明,该系统具有良好的加载性能。     

飞机地面试验加载系统设计与应用

加载系统是飞机地面模拟试验的重要试验设备之一,它能为被试系统施加模拟的气动力载荷,为试验模拟力学试验环境.从加载系统的功能要求分析入手,分析了加载系统的工作原理和设计方案,针对关键技术点进行详细的研究分析,通过实践验证了设计方案的可行性.     

轿车转向节臂振动加载试验与仿真

本文设计了用于转向节臂等零部件进行强度试验的电液伺服加载系统，建立了系统数学模型和传递方块图，再进行系统仿真，得出了加载系统的响应曲线，论证了系统的可行性和可靠性，从而构建一个性能优良的加载装置。     

一体化框架在某型民机疲劳试验中的设计与应用

在以往的全机静力/疲劳试验中,常采用立柱-龙门架加载框架。该加载方式不便于设计检查平台,不适用于疲劳试验。针对疲劳试验周期长、试验加载设备反复使用、经常检查试验件等特点,设计了一体化加载框架,主要包括整体框架式加载系统、检查平台、油路线槽系统。一体化加载框架可以一次安装到位,减轻了试验人员的重复劳动,有利于试验件的损伤检查,减少疲劳试验裂纹的漏检率。试验表明,该加载方式可在后续全机和部件的静力/疲劳试验中应用。     

三维非线性比例微分与小脑模型神经网络复合控制的变柔性负载电液力控制系统

分析电液力控制系统的数学模型,提出新的三维非线性比例微分(Proportional differential,PD)与小脑模型神经网络(Cerebcllar model articulation controller,CMAC)复合控制的方法用于变柔性负载电液力控制系统.三维非线性PD对系统参数变化不敏感,使系统在负载刚度大范围变化时保持稳定;CMAC前馈控制的加入,利用其非线性逼近能力,减小了系统的跟踪相位差.对三维非线性PD与CMAC复合控制的电液力控制系统的仿真和试验结果表明,将二者结合,可有效用于时变柔性负载电液力的控制,同时该方法具有运算量小、便于在工程实践中应用的优点.