【正文】 ? 又因?yàn)??K ，代入上式得 Ne f 46 ?? ???? ? 滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 三、系統(tǒng)頻寬 由圖 可得 HzHzf ??? ??? 滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本章小結(jié) 主要對(duì)液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)靜態(tài)計(jì)算，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正 選擇 符合要求的 系統(tǒng)各元件。于是 放大器增益量 VAK i 9 9 3 627 ??????? ?? 18 圖 用 matlab 畫(huà)波特圖 90 176。試驗(yàn)力的信號(hào)檢測(cè)分六檔，位移的信號(hào)檢測(cè)分四檔，每檔的精度都為 1 級(jí)。 總重量： 145kg 力傳感器增益： NVNVKpr 65 105102 1 ????? 材料試驗(yàn)機(jī)靜態(tài)設(shè)計(jì) 液壓動(dòng)力元件參數(shù)的選擇是系統(tǒng) 靜態(tài)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要內(nèi)容。 材料試驗(yàn)機(jī)的工作原理 力信號(hào)經(jīng)放大器放大后送入伺服閥的線圈中，伺服閥輸出與電信號(hào)成比例的壓差 ， 同時(shí)作用在液壓缸的活塞上，形成與電信號(hào)成比例的作用力。 圖 試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的試樣夾持裝置 材料試驗(yàn)機(jī)的液壓控制系統(tǒng) 試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)力由液壓控制系統(tǒng)提供，如圖 。 2．規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力的測(cè)定 可參見(jiàn)圖 ，在力 F 一伸長(zhǎng) X 曲線上，自曲線的原點(diǎn) O 起，截取等于規(guī)定總伸長(zhǎng)的 OE 段 ( tenLOE ?? )， n 一般不小于 50 倍。 (2)逐步逼近法 當(dāng)力 F 一伸長(zhǎng) X 曲線沒(méi)有明顯彈性直線段，以致較難測(cè)出相應(yīng)的非比例伸長(zhǎng)力時(shí)，用此種辦法。 國(guó)標(biāo) GB／ T228— 2020 規(guī)定，當(dāng)測(cè)定規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力、規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力、規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力、屈服點(diǎn)和上屈服點(diǎn)時(shí)，彈性范圍內(nèi)的應(yīng)力速率應(yīng)符合表 規(guī)定，并保持試驗(yàn)機(jī)控制固定 于這一速率上，直到該性能測(cè)出為止。此時(shí)得變形集中在細(xì)頸附件，相應(yīng)得橫截面積隨之收縮，因而使試件變形所需的拉力減少，曲線由 H 點(diǎn)急劇下降，達(dá)到 K 點(diǎn)時(shí)，試件在細(xì)頸處被拉斷。因 此，虎克定律可以表述如下：當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)彈性極限 e? 時(shí)，材料的 應(yīng)力 ? 與應(yīng)變 ? 成正比，并將遵守虎克定律的材料稱為線性彈性材料。測(cè)量精度主要與傳感器的精度、放大器的性 能及油缸活塞的摩擦力大小等斟數(shù)有關(guān)。 4 圖 日本島津 UHlFl 液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) 圖 英國(guó)英斯特朗 HTV 液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī) 在材料試驗(yàn)機(jī)電控系統(tǒng)的控制策略方面，人們已經(jīng)做了一些研究。它可進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作，具有計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理功能，其系列性能好，機(jī)種覆蓋廣，缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度低。這種設(shè)備測(cè)量范圍小，精度低，對(duì)變形及位移不能等速率控制，加上擺錘的慣性誤差等的影響，國(guó)家己經(jīng)開(kāi)始逐步限制這類試驗(yàn)機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)。比例閥以傳統(tǒng)的工業(yè)液壓閥為基礎(chǔ)，采用可靠、價(jià)廉的模擬電 機(jī)械轉(zhuǎn)換器和與之相應(yīng)的閥內(nèi)設(shè)計(jì)，對(duì)油質(zhì) 要求與一般工業(yè)閥相同，其閥內(nèi)壓力損失低，性能又能滿足大部分工程測(cè)試業(yè)要求的比例控制元件。常規(guī)的控制方法不能滿足這些苛刻的要求，需要研制常規(guī)方法和智能控制方法相結(jié)合的控制系統(tǒng)。第四，建立物理和數(shù)學(xué)模型時(shí)的誤差問(wèn)題。近年來(lái)出現(xiàn)了一種性能和價(jià)格介于伺服閥和普通比例閥之間的控制閥 — 高性能電液比例方向閥，它具有傳統(tǒng)比例閥的特征，采用比例電磁鐵作為電 機(jī)械轉(zhuǎn)換器，同時(shí)，它又采用伺服閥的加工工藝、零遮蓋閥口，對(duì)油液清潔度要求低于電液伺服閥，而它的控制性能已經(jīng)與普通電液伺服閥相當(dāng) ，能大幅提高控制性能。但由于這種試驗(yàn)機(jī)價(jià)格低廉、維護(hù)方便，目前，這兩種試驗(yàn)機(jī)仍占相當(dāng)大的市場(chǎng)。德國(guó)申克公 司的UPM 液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)控制原理是由速度控制器控制力矩電機(jī)進(jìn)而帶動(dòng)壓力控制閥施加壓力，具備計(jì)算機(jī)處理和控制功能，是一種較傳統(tǒng)的控制方式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因它具有學(xué)習(xí)任意非線性關(guān)系的能力和容許大量輸入的并行信息處理方式，為試驗(yàn)機(jī)這樣的復(fù)雜非線性和不確定性系統(tǒng)的控制開(kāi)辟了一條新途徑，但是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)時(shí)性差，目前較少用于實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程。 先進(jìn)的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)便是由計(jì)算機(jī)全自動(dòng)控制，能方便快捷的實(shí)現(xiàn)等速控制，價(jià)格低廉，能實(shí)現(xiàn)各檔的平滑切換，各種控制方式的靈活組合，適應(yīng)試樣剛度的變化，抗污染能力強(qiáng)，能耗低，功能強(qiáng)大，能模擬各種條件測(cè)試各種材料的性能，在負(fù)載剛度變化狀況下，照樣能精確測(cè)得材料性能。 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限后，曲線明顯變彎，如圖 中的 AC 段，材料在這一階段，應(yīng)力幾乎不變的情況下，仍然繼續(xù)變形，對(duì)變形失去了抵抗能力，此階段6 稱為屈服階段。這一階段 HK 被稱為頸縮階段 (或稱局部變形階段 )。 表 應(yīng)力速率表 測(cè)定下屈服點(diǎn)時(shí)，平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)在 0． 00025～ 0． 0025mm／ s之間，應(yīng)盡可能保持恒定。如圖 所示，以獲取 為例，在曲線上估取一 點(diǎn) 0A 為規(guī)定非比例伸長(zhǎng)率等于 ％時(shí)的力 ，在曲線上分別確定力為 0 pF 和0 pF 的 1B 和 1D 兩點(diǎn)，并進(jìn)行連接。過(guò) E 點(diǎn)作力軸的平行線 EA 交曲線于 A 點(diǎn)， A 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的力 tF 為所測(cè)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力的力，則規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力為 0SFtt ?? 。電液 伺服閥 液壓控制系統(tǒng)主要由 伺服 閥、液壓缸、油泵、電機(jī)等液壓元件組成，完成的功能是控制試樣的央緊和根據(jù)控制信 號(hào)對(duì)試樣進(jìn)行加載。力傳感器檢測(cè)實(shí)際作用力，發(fā)出電信號(hào)經(jīng)反饋放大器放大后與信號(hào)源給定的電信號(hào)相比較，如果活塞加到試驗(yàn)件上的作用力等于給定值，則兩個(gè)電信號(hào)差值為零，否則經(jīng)放14 大器放大后的差值通過(guò)伺服閥將去糾正活塞的作用 力，直到活塞作用力， 即試驗(yàn)件所受力等于給定值為止 。動(dòng)力元件參數(shù)選擇包括系統(tǒng)的供油壓力 sp ，液壓執(zhí)行元件的主要規(guī)格尺寸，即液壓缸的有效面積 pA ，伺服閥的最大空載流量 omQ 。三個(gè)傳感器均被集成在 ISA 總線全數(shù)字控制器內(nèi)，因?yàn)槿齻€(gè)傳感器對(duì)系統(tǒng)的可靠性、精確性非常重要，因此必須選擇性能優(yōu)越的傳感器。180 176。 設(shè)計(jì)材料試驗(yàn)機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容： (1)系統(tǒng)頻寬和負(fù)載剛度有關(guān) 從圖 可以看出，如果系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益 sK 保持不變，由estpsc KVAKK??421 ??可知，剛度 sK 加大，必然使 1? 提高，從而 c? 也隨之提高。 油箱的選擇 按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算油箱容量 LLqV p 8641446)7~5( ???? 液壓油的選擇 建議使用 22 號(hào)透平油， YH10 型油或其它合適的液壓油為工作液體。 其中 ??? 221 dlpl ?? （ 51） ??? 222 ?? lp （ 52） 2??????????? nnV qqpp （ 53） 一、判斷流動(dòng)狀態(tài) 由雷諾數(shù) dvqvd ?? 4Re ?? （ 54） 可知， 在油液粘度 v 、管道內(nèi)徑 d 一定條件下， Re 的大小與 q 成正比。當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量 0Q 可按下式計(jì)算 tKAQ ??0 （ 57） 其中 K 為傳熱系數(shù)，這里取 通風(fēng)良好時(shí)， ? ?CmWK ??? 215 A 為油箱散熱面積， 當(dāng)油箱三個(gè)邊的結(jié)構(gòu)尺寸比例為 1:1： 1 到 1:2:3，且油24 面高度是油箱高度的 倍時(shí)， 其近似計(jì)算式為 23 23 2 8 9 )8 6 4(0 6 6 mVA ??? t? 為系統(tǒng)溫升 當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 Q 等于其散發(fā)出去的熱 量 0Q 時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，這時(shí)有 KAQt?? 代入具體數(shù)據(jù)，得 3 ?????? KAQt 本系統(tǒng)溫升較小，符合要求 液壓系統(tǒng)的沖擊壓力計(jì)算 液壓沖擊的危害性很大，不但使系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲，而且導(dǎo)致液壓元件、密封裝置等的損壞。 本章小結(jié) 在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中及設(shè)計(jì)終了，需要對(duì)它的技術(shù)性能進(jìn)行驗(yàn)算，以便判斷其設(shè)計(jì)質(zhì)量。論文探討了系統(tǒng)在承受慣性負(fù)載，實(shí)現(xiàn)慣性負(fù)載位置控制系統(tǒng)時(shí)，開(kāi)環(huán)增益對(duì)控制精度，以及液壓缸的頻率和比例閥的頻率對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響；同時(shí)討論了系統(tǒng)在進(jìn)入材料屈服階段后，負(fù)載剛度地變化對(duì)系統(tǒng)的控制品質(zhì)和控制精度的重要 影響。 X 老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍，知識(shí)淵博，積極地探索科學(xué)前沿，給我樹(shù)立了很好的榜樣； X 老師為人熱情，平易近人，就像自己一個(gè)親切的長(zhǎng)輩，時(shí)時(shí)教導(dǎo)我為人處事的道理，從他身上學(xué)到的很多東西將使我終身受益，在此祝福 X 老師工作順利、身體健康、闔家歡樂(lè)。跟你們?cè)谝黄鸬纳畛錆M了歡聲笑語(yǔ)，從你們身上學(xué)到了許多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)我的成長(zhǎng)影響頗大，希望你們學(xué)業(yè)有成，前途似錦。系統(tǒng)分為參數(shù)設(shè)定、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、試樣信息錄入、數(shù)據(jù)