【正文】 28 參考文獻(xiàn) [1]周進(jìn)民，一臺(tái)材料試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 2020 [2]胡清，材料試驗(yàn)機(jī)施力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，廣東工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院， 2020 [3]張?jiān)其J，萬能材料試驗(yàn)機(jī)嵌入式測(cè)控系統(tǒng)研究，華東理工大學(xué)機(jī)械和動(dòng)力工程學(xué)院， 2020 [4]杜巧連，張克華，汪紅波，伺服比例閥驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)機(jī)力控制系統(tǒng)研究，機(jī)床與液壓， ， 36 卷 (l0 期 ) [5]唐世平，液壓式材料 試驗(yàn)機(jī)示值誤差的測(cè)量結(jié)果的不確定度分析，廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司計(jì)控部， 2020 [6]張將府，材料試驗(yàn)機(jī)的控制策略研究和實(shí)現(xiàn)，浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院， 2020 [7]王春行，液壓伺服控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [8]濟(jì)南小草機(jī)械設(shè)備有限公司 [9]王春行，液壓伺服控制系統(tǒng)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1982 [10]張將府，萬能材料試驗(yàn)機(jī)電控系統(tǒng)的研究與部分實(shí)現(xiàn)，浙江大學(xué)， 2020 [11]王守城，榮一鳴，液壓傳動(dòng)，中國(guó)林業(yè)出 版社， 2020 [12]官忠范，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [13]熊詩(shī)波，黃長(zhǎng)藝，機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [14]董玉紅，徐莉萍，機(jī)械控制工程基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [15]路甬祥，液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè) [1]，機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 。跟你們?cè)谝黄鸬纳畛錆M了歡聲笑語，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。 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。論文雖然在液壓萬能材料試驗(yàn)機(jī)電控系統(tǒng)方面做了一些工作，對(duì)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)存在的幾個(gè)典型問題進(jìn)行了探討和研究，鑒于時(shí)間和能力有限、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚欠缺，不足之處在所難免，請(qǐng)包涵指正。經(jīng)MATLAB 仿真，結(jié)果表明 ，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)空載或試驗(yàn)力沒有超過材料的彈性極限，即處于彈性階段時(shí)，用 PID 控制器控制能夠得到較滿意的控制效果；在系統(tǒng)受到干擾或負(fù)載剛度變化而引起系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型變化時(shí)，模糊控制表現(xiàn)出了更強(qiáng)的抗干擾能力，并能取得更為理想的控制效果。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)的采集與處理、數(shù)據(jù)顯示和報(bào)告輸出等幾部分，人機(jī)界面友好，功能齊全，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的初始化設(shè)置、試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與保存，試樣信息的錄入、保存、修改和激活，力學(xué)性能參數(shù)和曲線的實(shí)時(shí)顯示、試驗(yàn)程控方式下的編程、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和報(bào)表打印等功能。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。 (1)、論文在詳細(xì)分析了電液 伺服 控制液壓 拉力 試驗(yàn)機(jī)的電控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，推導(dǎo)并給出了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并就慣性負(fù)載、彈性負(fù)載兩種不同的負(fù)載特性情況下，著重對(duì)位置控制系統(tǒng)、變形控制系統(tǒng)、試驗(yàn)力控制系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析。論文根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)及存在的諸多問題，以電液比例控制液壓萬能試驗(yàn)機(jī)為背景，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究和探討。通過驗(yàn)算，驗(yàn)證得到最佳的工作狀態(tài)。 本章小結(jié) 在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過程中及設(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。 （ 3） 降低 沖擊波的傳播速度 ca ，如采用較大的管道內(nèi)徑 d 等。 一、當(dāng)迅速關(guān)閉或 者開啟液流通道時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的液壓沖擊 完全沖擊（即 ??t ）時(shí)，管道內(nèi)壓力的增大值 ????? cap （ 58） 非完全沖擊（即 ??t ）時(shí)，管道內(nèi)壓力的增大值 tap c ?????? （ 59） 式中 ? 為液壓油密度 ?? 為關(guān)閉或開啟液流通道前、后管道內(nèi)液流速度變化值 t 為關(guān)閉或開啟液流通道的時(shí)間 ca 為沖擊波在管道內(nèi)的傳播速度 ? 為沖擊波往返所需時(shí)間 若不考慮粘性和管徑變化的影響，沖擊波在管道內(nèi)的傳播速度 ??EKdKac??1 （ 510） 式中 K 為液壓油的體積彈性模量 ? 、 d 為管道的壁厚和內(nèi)徑 E 為管道材料的彈性模量 由以上不難看出，為了避免和減少因迅速關(guān)閉或開啟液流通道所引起的液壓沖25 擊，可考慮： （ 1） 延長(zhǎng)開啟或關(guān)閉通道的時(shí)間 t ,如用先導(dǎo)閥減緩換向閥的換向速度。 由于影響液壓沖擊的因素很多，很難用準(zhǔn)確的方法計(jì)算，一般采用估算或?qū)嶒?yàn)確定。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。因此，系統(tǒng)的總發(fā)熱量（實(shí)為熱流量習(xí)慣稱為熱量） Q 可按下式估算 mopi PPQ ?? （ 56） 式中 piP 為液壓泵的輸入功率 moP 為執(zhí)行元件的輸出功率 由第三第四章可算出 KWPpi ? KWWqpP omLmo 9 5 7 36 ?????? ? 故 KWPPQ mopi 6 2 ??? 液壓系統(tǒng)的散熱計(jì)算 液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的熱量，由系統(tǒng)中的各個(gè)散熱面散發(fā)到空氣中去，其中油箱是主要散熱面。為此，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算，以便對(duì)系統(tǒng)溫升加以控制。因?yàn)樽畲蟮?Re 就小于臨界雷諾數(shù) 2020，故可推論出：各工況下的進(jìn)、回油路中油液的流動(dòng)狀態(tài)全為層 流。 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。管道直徑按選 定元件的接口尺寸確定為 mmd 18? ，進(jìn)、回油管道長(zhǎng)度都定為 ml 2? ；油液的運(yùn)動(dòng)粘度取 smv 24101 ??? ，油液的密度取 mkg??? 。選出液壓泵的規(guī)格，同時(shí)得出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)格；選出油箱容量；通過伺服閥選出液壓油的各種指標(biāo)要求。 工作油液溫度 ： 最低溫度 40℃ ， 最高溫度 +100℃ ，一般溫度控制在 35~45℃之間 。 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。由于管路復(fù)雜流速較大，取 MPap ?? 。 (3)要想加大負(fù)載力，必須加大液壓缸面積 pA ；要提高頻寬，可以減 小面積 pA及容積 tV ，但主要還是提高伺服閥頻寬。由于試樣剛度在負(fù)載剛度中占很大比重，所以試樣越粗大，系統(tǒng)頻寬越高。 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。此時(shí)液壓缸的位移為 mmNNKNx sp 4844 ????????? 滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 的振幅。360 176。180 176。 由伺服閥漸 近幅頻特性線交點(diǎn)向左上方畫 20dB 的斜