基于帕斯卡原理的10 MN液压式力标准机的研制

针对液压式大力值标准装置中油缸与活塞间的润滑问题,应用静压润滑技术研制一台最大输出力值为10 MN、准确度等级为0.05级的液压放大式力标准机。通过在力标准机主油缸及测力油缸中均采用基于静压润滑技术的静压缸塞装置,利用油液的湿摩擦大幅减小油缸与活塞间的摩擦阻力;同时通过防过冲装置的设计,解决静压缸塞系统内,当一端加载时另一端缸塞发生过冲的现象。试验结果表明,基于静压润滑技术的液压放大式力标准机具有良好的力值重复性及输出稳定性,同时其方位误差和示值误差均达到设计要求。对静压润滑技术及防过冲装置在大力值标准装置中的应用具有参考价值。     

虚拟仪器技术在液压式测力机电液伺服控制系统中的应用

液压式测力机电液伺服控制系统简介。图1为液压式测力机伺服控制系统原理图。为了减小油缸、活塞间的摩擦．测力机的缸塞问没有机械密封件，压力油从间隙中不断泄漏，测力机通过液压系统对油液的泄漏进行补充。当补充的流量和泄漏量相等时，工作压力稳定，工作端获得稳定的力值。此时测力活塞慢慢浮起，通常以浮起位移20mm作为力值稳定的     

液压式标准测力机的有效面积和压力波动

本文以测力机缸塞系统为模型,求出了活塞运动方程的解和缸塞系统的有效面积。从这个解出发,给出了测力缸塞系统压力波动的数学分析,研究了测力活塞运动导致的间隙中液体运动速度的重新分布。实验结果与理论分析相符,所得的结论有助于改善液压式标准测力机的性能。     

液压式测力机电液伺服控制系统的建模与仿真

一、液压式测力机电液伺服控制系统的模型及方框图 液压式测力机的缸塞系统采用无机械密封的单作用液压缸，电液伺服阀为两位四通阀，在实际使用时，堵死一个负载油口。因此，可以采用三通阀控制液压缸的模型对测力机缸塞系统进行分析。在对系统作某些理想化假设的基础上，通过对各个环节传递函数的推导、合并和运算，得到液压式测力机电液伺服控制系统方框图(如图1所示)。     

1MN国家基准测力机

中国测试技术研究院1977年建立并通过国家级l鉴定的IMN基准测力机，是根据物体在重力场中受到地球引力作用的原理，利用标准破码的静重来产生基准力值。该基准测力机测量范围2（k－IMN，经过历年周期检定，证明其力值不确定度小于IX10’（3a），由被码质量变化带来的力值误差，每年小于lx该基准测力机与l（Xk、Wb、IkN力基准机共同组成国家力值基准系列，完善了我国IMN以下的力值传递系统，准确可靠地统一了全国IMN以下的力值，对我国的经济建设及国防和科学研究都具有极其重要的意义。它是目前亚洲最大的静重式基准测力机。该基准…     

20MN基准测力机

中国计量科学研究院研制的20MN基推测力机，是我国目前最大的超重型精密力值计量装置。它利用帕斯卡原理，首次把静压润滑技术应用于单缸结构的非旋转工作缸塞系统中，理论研究和制造技术的难度都很大。自1981年国家科委正式立项，至1990年6月通过国家技术监督局的科技成果技术鉴定，历时9年。该机主要的技术指标如下：力值不确定度优于1×10-4灵敏限优于2×10-5达到国际先进水平。1991年10月又通过国家科委验收，确认该机的技术水平在世界大力值测力机领域居国际领先水平。再经过一年的稳定性考核，于1992年被国家技术监督局批准为国家基…     

杠杆式力标准机测力工作台径向转动的问题分析及改进措施

由于EJⅡ-100型杠杆式力标准机测力工作台的结构特点,以及长期频繁的使用造成力标准机测力工作台系统各部件的磨损,导致部件之间的配合间隙加大和部件的定位偏差,因此影响了力标准机测量结果的准确性。     

10MN叠加式力标准机的研制

简述10MN叠加式力标准机的工作原理,通过对横梁、加载系统、液压系统、控制系统以及测试系统进行创新设计,并采用新的力值加载结构和满足称重传感器、标准测力仪的测试系统,成功研制高精度10MN叠加式力标准机。该10MN叠加式力标准机示值重复性不大于0．02％,力值误差在±O．05％内,相对扩展不确定度优于0．1％（k=2）。     

如何保持0.3级标准测力仪检定状态的置信度

符合JJG144—1992《标准测力仪》检定规程技术要求的0．3级标准测力仪，在规定的使用条件下，通过变形量——力值线性关系复现的力值，比例极限内可以保持标定时的置信度。但是，在运输和使用环境中，标准测力仪的指示表和支撑机构可能会受到振动、水分和灰尘的影响，并导致相互间的摩擦力发生变化。由于标准测力仪不能随意拆卸，摩擦力的增加会导致其重复性和长期稳定性偏离技术要求，改变原有的线性关系，使标准测力仪检定证书出具的检定点示值可信度下降。     

一体化负荷传感器与测力,称重单元

1概述在工业发达国家，测力与称重系统常常采用电阻应变式负荷传感器作为一次敏感元件。把力值、重量和质量信号转换成微小电压信号。这种传感器转换精度高、线性好、结果型式多样，但它却需要高精度激励工作电压（0．01％F．S～0．002％F．S．），而且转换电压信号小（一般为12～24mV）。多年来，国内外各类电子测力与称重系统的生产厂商根据电阻应变式负荷传感器的特点，相继开发和生产了不同型号的仪表作为显示控制器。但由于这类仪表的生产标准不同，设计重点不同，导致这些仪表到目前为止仍无通用标准。用户在使用这些显示控制器时，…     

负荷传感器试验的准静态加荷方法研究

通过对叠置加荷方式工作过程的分析，讨论了非静态加荷问题。由于传感器和仪表的静态性能与动态性能的差异、动态性能的离散性，以及测量过程中采样频率、采样间隔和数据处理等因素均会对试验的力值计量精度产生影响，因此采用非静态加荷方式进行负荷传感器负荷特性试验会产生测量误差。理论分析证明，采用非静态加荷方法提高试验工作效率、保证测量精度的关键在于加荷速度的控制和正确的采样与数据处理方法。本文提出了准静态加荷这一概念，并对准静态加荷方法的实现及其在负荷传感器试验中实施的可行性进行了理论和试验研究。结果表明，受技术条件的限制，动态加荷是不现实的，而准静态加荷确是可行的非静态加荷方法。它满足负荷传感器负荷特性试验中试验工作效率高、保证测量精度、容易实施和生产成本低的要求。     

力标准机独立加码与逆程交换研究

静重式力标准机在施加递增或递减负荷过程中，当砝码进行逆程交换时会出现逆负荷现象。为此，提出了力标准机独立加码的概念与方法，建立并讨论了独立加码方法的驱动方式、砝码加卸过程的运动规律、加卸过程中吊挂受力变化、加载稳定性和工作效率问题。研究了通过少量砝码的合理组合与交换，实现多力级等力值间隔加载的技术方法。当砝码进行逆程交换时，为减小以至消除逆负荷现象进行了理论分析和实验验证。结果表明，提出的方法是可行的和有效的。为力基、标准机的技术发展和提高提供了一种新的理论方法和试验依据，对力值计量检测技术的进步具有重要意义。     

压电陶瓷在叠加式力标准机上的应用研究

指出了叠加式力标准机力源施力精度和力值维持时问取决于它所能实现的最小位移量及其控制精度。提出并建立了利用“逆压电效应”原理产生可控制的精密变形,直接作用于力源的传力系统中调节力值的理论和方法。使用压电陶瓷材料研制了施力装置及其控制器,并进行了实验研究。理论分析和实验结果表明,用压电陶瓷材料及其控制技术作叠加式力标准机力值控制装置,使力源具有高精度、高性能、自动化和低成本的特点。     

Introduction of Planar High Pressure Torsion (P‐HPT) for Fabrication of Nanostructured Sheets

A new severe plastic deformation process based on conventional high pressure torsion is introduced. The process, called planar high pressure torsion (P‐HPT), is capable of inducing large shear strains into materials with planar geometries, such as sheets or strips and can basically be implemented on every standard HPT machine. The principles of this technique will be presented and accompanied by a case‐study, where P‐HPT will be applied on a sheet of pure copper with dimensions of 220 × 110 mm² and a thickness of 0.75 mm. For comparison, the material is deformed by conventional high pressure torsion using standard specimens with a diameter of 8 mm as well. It will be shown that the mechanical properties and microstructure obtained by P‐HPT correspond well to conventional high pressure torsion results.

     

Comparative analysis of energy absorption behavior of tapered and grooved thin-walled tubes with the various geometry of the cross section

ABSTRACT

In this paper, Crush force efficiency (CFE), Specific Energy Absorption (SEA), Energy Absorption per Crush Length (E_cl), Maximum and average crush forces of straight and grooved tapered thin-walled tubes with various cross-section shapes (circle, ellipse, square, rectangle, hexagon, and octagon) have been studied. The effects of taper, the groove (as initiator) and their interaction have been presented in the current study using Finite Element Method as a numerical method. The tubes have the same volume, height, average cross-section area, thickness and material and have been subjected to axial and oblique dynamic loading. The results of simulations show that the section's geometry, taper and groove addition have a significant effect on energy absorption behavior and the hexagon cross section have better energy absorption behavior compared with other considered geometries. On the other hand, it was found that the behavior of these structures could improve against dynamic axial and oblique impact loading with the cost-effective geometry modifications. These results could help to improve and choose appropriate energy absorber structure based on desirable crush force and energy absorbing characteristics.     

吊挂机构对力标准机工作准确度的影响与应对措施

静重式力标准机的加载系统是通过吊挂将砝码施加到被检测力仪上的.为保证工作平稳性和工作效率,吊挂必须附加一些复杂的机构.分析了1MN静重式力标准机的吊挂系统对力值检测计量精度的影响,建立了加载系统力学模型,从理论上分析了杠杆平衡装置、吊挂、防摆机构与系统测量准确度的关系,提出了误差计算方法和公式.结果表明,复杂的吊挂机构对系统的力值检测计量精度确是有影响的,但可以通过保证设备的机械结构装配精度来减小联结点的摩擦力,并同时保证位移控制精度来减小以至消除这种影响.     

大型钢坯修磨机恒力加载系统的研究

在钢坯修磨机砂轮加载机构受力分析的基础上,对修磨机结构进行了优化。针对目前采用比例溢流阀和伺服阀加载存在的不足,提出在钢坯修磨机上采用比例三通减压阀加载。通过仿真研究及实际应用表明,在修磨机上采用这种电液比例加载系统可取得较好的修磨效果。     

静重式力标准机砝码交换力平衡控制技术

静重式力标准机利用少量的砝码，进行相等力值间隔逐级加、卸荷时，需要交换砝码。当砝码进行交换时出现逆负荷现象，会对被检测力仪的示值产生影响。阐述了静重式力标准机采用的交换砝码方法是建立在利用弹性力替代砝码重力，砝码交换过程中重力与弹性力达到平衡的基本原理。提出了实现静重式力标准机砝码交换时系统达到力平衡的一种预加荷装置，经砝码交换力平衡控制的力学分析与实验验证，静重式力标准机采用预加负荷实施倒码力平衡控制的方法在理论上和技术上是可行的、有效的。     

Study of the fatigue failure of an anti-return valve of a high pressure machine

This paper presents a study of the fatigue failure of an anti-return valve, designed to work in the high pressure system (500 MPa) of a high pressure processing machine. To do this, the crack propagation has been simulated by means of the linear-elastic fracture mechanics approach under mixed-mode loading conditions. From an initial crack, which size is related with the microstructure and superficial finish, the crack growth has been simulated using the stress intensity factors K_I and K_II of the cracked valve axisymmetric geometry. The crack propagation path has been obtained step by step, applying the criterion of the maximum circumferential stress at the crack tip. The experimental and simulated crack propagation paths have been compared and, as a consequence of the reliable results obtained, the fatigue life of the valve has been calculated using the Paris law of the material with an effective stress intensity factor K_eff. The good agreement with experimental fatigue life allows to perform new improved designs using the methodology presented.