低速?zèng)_擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)的研制及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、沖擊微動(dòng)磨損所誘發(fā)的機(jī)械零部件失效廣泛存在于電力系統(tǒng)、石化裝備、礦山機(jī)械、海洋機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域，給重大設(shè)備的安全運(yùn)行帶來(lái)較大的安全隱患，極大縮短其服役壽命。研制出可模擬沖擊微動(dòng)磨損工況的沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)具有十分重要的科研價(jià)值。本文所研制的沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)可為評(píng)價(jià)不同的材料結(jié)構(gòu)和金屬界面的抗沖擊磨損性能、吸能特性研究以及壽命預(yù)估提供重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本文根據(jù)沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)的功能需求和技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了開(kāi)放性較高的多功能

2、沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)力控制沖擊微動(dòng)磨損、能量控制沖擊微動(dòng)磨損兩種試驗(yàn)功能。并實(shí)現(xiàn)對(duì)沖擊接觸力、沖擊接觸時(shí)間、沖擊界面變形、沖擊能量耗散、沖擊速度等試驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量。此外，以Zr-4合金管為研究對(duì)象，通過(guò)改變壁厚和管徑兩個(gè)途徑改變合金管徑厚比，考察其在恒定沖擊能量作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、損傷行為，探索其損傷機(jī)理。
　　本論文中沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)的主要研究工作如下:

3、
　　(1)沖擊微動(dòng)磨損試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)
　　根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)需求分析結(jié)果，分別對(duì)伺服升降模塊、力控制沖擊微動(dòng)磨損模塊、能量控制沖擊微動(dòng)磨損模塊進(jìn)行系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外觀(guān)設(shè)計(jì)，完成對(duì)系統(tǒng)核心部件的選型、校核、定制、標(biāo)定。
　　(2)試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
　　首先完成對(duì)試驗(yàn)臺(tái)電氣系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。接著對(duì)伺服升降電氣系統(tǒng)、音圈電機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)采集分析系統(tǒng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并完成對(duì)伺服升降模塊、音圈電機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)

4、動(dòng)控制程序設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行各系統(tǒng)模塊的集成調(diào)試，并闡述了測(cè)試信號(hào)的采集、處理、分析方法。
　　(3)試驗(yàn)臺(tái)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
　　首先對(duì)試驗(yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和總體方案設(shè)計(jì)，接著完成對(duì)通訊連接模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、位置調(diào)整模塊、試驗(yàn)機(jī)啟停模塊、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)模塊等各子模塊的程序設(shè)計(jì)。最后集成調(diào)試各子程序模塊并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)整體控制界面。
　　本論文還研究了不同徑厚比Zr-4合金管在恒定沖擊能量下沖擊微動(dòng)磨損性能

5、，得出以下主要結(jié)論:
　　(1)沖擊磨損的過(guò)程中，相同外徑的合金管隨著徑厚比的增加，沖擊接觸時(shí)間將延長(zhǎng)，沖擊峰值力、能量吸收率、界面磨損程度將降低。
　　(2)相同壁厚的合金管隨著徑厚比的增大，沖擊接觸時(shí)間將縮短，沖擊峰值力、能量吸收率、磨痕深度將降低。
　　(3)相同外徑的合金管隨著抗彎截面系數(shù)的增加，最大變形量將減小，能量吸收率、沖擊峰值力、磨痕面積隨著增大;相同壁厚的合金管隨著抗彎截面系數(shù)的增加，最大變形量和能量