三向應力管材試驗機控制研究.pdf

1、探索材料在復雜應力狀態(tài)下的屈服行為，對材料的成形過程預測和缺陷分析具有十分重要的指導意義。如內(nèi)高壓成形工藝中管件受軸向壓應力及環(huán)向拉應力作用，一個準確的屈服準則做指導，可大大降低廢品率。為了對管材屈服行為的研究，本課題中采用電液伺服系統(tǒng)，按照軸向應力、環(huán)向應力和徑向應力成一定關(guān)系加載，實現(xiàn)對厚壁管材屈服行為的研究。
　　根據(jù)加載要求，設(shè)計三向應力加載試驗機構(gòu)，實現(xiàn)管材軸向壓力以及內(nèi)外壁表面均布壓力的加載，可以針對鋁合金、不銹鋼等不

2、同材料的管材進行屈服行為的研究，對于不同尺寸的管材加載，使用不同尺寸的模具。
　　推導初始加載階段管材中間位置的三向應力（軸向應力、環(huán)向應力、徑向應力）求解公式，通過有限元分析軟件ABAQUS預測管材在不同加載條件下塑性變形階段的變形趨勢，根據(jù)變形的不同推導修正公式，在實驗過程中通過這些公式保證各方向應力之間的比例關(guān)系。
　　對試驗機的物理模型進行數(shù)學建模，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型。使用Simulink以及AMESim兩種軟件

3、進行仿真分析，分別通過頻域和時域的角度分析系統(tǒng)的性能。設(shè)計兩種控制器，其中PID為傳統(tǒng)算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為智能算法，根據(jù)調(diào)試后的控制效果應用一種控制器于實際試驗中。
　　根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)計控制系統(tǒng)硬件。采用C++ Builder軟件編寫控制系統(tǒng)程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、應力的實時計算監(jiān)測，以及對三個伺服閥的控制等工作，對控制系統(tǒng)界面進行優(yōu)化處理，改善配色方案，保證該系統(tǒng)易學易用。最后搭建實驗平臺，完成調(diào)試工作，解決實驗中遇到的各種