基于疲勞破壞試驗(yàn)的氣缸壽命分析.pdf

1、氣缸因其安全、低功耗、無污染、易于維護(hù)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，如制造業(yè)、電子IC及電器行業(yè)、航空工業(yè)等。近年來，國內(nèi)外的氣缸產(chǎn)品更是飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。因此，提供安全、可靠的氣缸顯得尤為重要。本課題通過搭建氣動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)氣缸進(jìn)行疲勞破壞試驗(yàn)，旨在探索氣缸的失效模式及使用壽命。充分掌握氣缸性能及失效模式，能夠避免氣缸設(shè)計(jì)時(shí)的過剩余度設(shè)計(jì)并為顧客提供滿足強(qiáng)度和耐久性要求的產(chǎn)品，有效降低產(chǎn)品成本。
　　本文首先介紹了氣動(dòng)技術(shù)

2、的發(fā)展現(xiàn)狀及疲勞破壞的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探索了疲勞破壞的過程及機(jī)理。結(jié)合課題任務(wù)書，提出了氣缸疲勞破壞試驗(yàn)方案。參考?xì)飧自囼?yàn) ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)出了氣缸失效故障樹并重點(diǎn)關(guān)注試驗(yàn)過程中氣缸泄漏量、行程時(shí)間、始動(dòng)壓的變化情況。
　　接著介紹了氣缸疲勞破壞試驗(yàn)平臺(tái)的搭建，包括氣動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，介紹了氣缸疲勞破壞試驗(yàn)的過程和幾種試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)試方法。根據(jù)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了氣缸泄漏量、行程時(shí)間、始動(dòng)壓的變化趨勢(shì)及變

3、化原因，提出氣缸泄漏量超標(biāo)為該試驗(yàn)氣缸的主要失效模式之一。根據(jù)氣缸失效樣件，總結(jié)了氣缸的幾種疲勞破壞模式。
　　此外，獲取了氣缸試驗(yàn)過程中的壓力、位移波形并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)氣缸運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行建模仿真，將實(shí)際的壓力、位移波形與仿真所得壓力、位移波形進(jìn)行了比較。試驗(yàn)與仿真曲線基本吻合，說明了試驗(yàn)環(huán)境與氣缸運(yùn)行狀況良好。
　　最后，利用仿真軟件分析了氣缸活塞碰撞氣缸端蓋這一過程的氣缸應(yīng)力云圖。在氣缸安裝腳座及螺栓處應(yīng)力最大，該結(jié)果與試