1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。第一部分 : 總體方案設(shè)計(jì)1 加載方案1.1 多軸加載疲勞試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)原理圖:滑塊扭簧導(dǎo)軌施力裝置試件夾頭平臺(tái)齒輪齒條電機(jī)支架大帶輪曲軸小帶輪軸承座連桿圖 1多軸加載疲勞試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖試件由左、 右夾頭夾持 , 電機(jī)帶動(dòng)帶輪經(jīng)過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作用于施力裝置 , 實(shí)現(xiàn)疲勞試驗(yàn)機(jī)的彎曲疲勞。旋緊螺母經(jīng)過絲杠結(jié)構(gòu)給試件軸向加載預(yù)拉力。經(jīng)過齒輪齒條結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌上的扭簧給試件實(shí)現(xiàn)扭矩的疲勞加載。試驗(yàn)機(jī)又平臺(tái)作為支撐結(jié)構(gòu), 平臺(tái)經(jīng)過地腳資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。螺栓固定 , 支撐起整個(gè)試驗(yàn)機(jī)的重量。1.2

2、機(jī)械部分載荷傳遞電動(dòng)機(jī)選擇能夠調(diào)速的變頻式電動(dòng)機(jī), 以適應(yīng)不同頻率下的疲勞測試 , 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪將動(dòng)力傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu) , 結(jié)合齒輪齒條和扭轉(zhuǎn)彈簧的共同作用 , 實(shí)現(xiàn)試件的彎曲、 扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn) , 在此之前給定試件一個(gè)軸向的預(yù)拉力 , 實(shí)現(xiàn)了多軸加載情況下的疲勞測試。電動(dòng)機(jī)帶輪曲 柄 滑 塊導(dǎo)軌的扭轉(zhuǎn)彈簧試件齒輪齒條圖 3載荷傳遞流程圖1.3 疲勞試驗(yàn)機(jī)的測控系統(tǒng)對試件施加的扭矩和彎矩經(jīng)過在試件上的貼的應(yīng)變片連接動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀經(jīng)過 PC 機(jī)輸出顯示 , 而試件的壽命經(jīng)過電機(jī)計(jì)數(shù)器測得試件的疲勞壽命。試 驗(yàn) 機(jī) 機(jī)應(yīng)變片動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀PC 機(jī)械本體電機(jī)計(jì)數(shù)器信 號 放 大顯示儀器資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參

3、考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。圖 4測控系統(tǒng)原理圖2 試件材料的機(jī)械性能和尺寸試驗(yàn)中一般見的材料是Cr12、 40Cr、 45 鋼等 , 由于 45 鋼應(yīng)用的普遍性以及其很高的機(jī)械性能, 考慮試驗(yàn)機(jī)要有一定的裕度,因此選擇45 鋼為材料的試件。屈 服 強(qiáng)抗 拉 強(qiáng)彎 曲 疲扭 轉(zhuǎn) 疲伸 長 率斷 面 收硬度度(s)度(勞極限勞極限( %)縮率( HB)b)( %)3535982571501640197對于試件的尺寸采用標(biāo)準(zhǔn)的光滑圓柱試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。試件上加載扭矩和彎曲部分的尺寸和形狀必須完全相同, 而端部采用圓柱形便于夾頭的裝夾, 過渡區(qū)域倒圓角, 防止應(yīng)力集中而影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性

4、 , 試件的尺寸如下圖:R21.6R248125100150圖 5標(biāo)準(zhǔn)試件結(jié)構(gòu)尺寸3 疲勞應(yīng)力循環(huán)在疲勞試驗(yàn)中, 試件的應(yīng)力將隨時(shí)間作周期性變化, 這種隨時(shí)間做周期性變化的力稱為循環(huán)應(yīng)力, 在中國又經(jīng)常稱為交變應(yīng)力。完成一個(gè)應(yīng)力循環(huán)所需的時(shí)間稱為一個(gè)周期, 以 max 和 min 分資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。別表示循環(huán)中的最大和最小應(yīng)力, 比值rminmax稱為交變應(yīng)力的循環(huán)特征或應(yīng)力比。FFF 300N 的代max 和齒輪導(dǎo)軌數(shù)和的二分之一稱為平均應(yīng)力, 即 1 ( )mmaxmin2max 和min 代數(shù)差的二分之一稱為應(yīng)力幅, 即a1 ( maxmin

5、 )2axamamnimot圖 6交變應(yīng)力循環(huán)圖當(dāng) r1,0, 這種情況下稱為對稱循環(huán), 其它的情況都屬于mamax不對稱循環(huán)。若應(yīng)力循環(huán)中的min(或者 max0), 表示交變應(yīng)力變動(dòng)于某0一應(yīng)力與零之間, 即r0,1 ,1 am2 max 或者 ram2 min 這種情況稱為脈動(dòng)循環(huán)。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。當(dāng)把試件的初始位置放置于試驗(yàn)機(jī)的零點(diǎn)位置, 即能夠?qū)崿F(xiàn)對稱循環(huán) , 其它不對稱循環(huán)能夠由其初始位置的不同選擇, 對應(yīng)的應(yīng)力變化則有時(shí)間上的應(yīng)變片連接的動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀測出。4 扭矩的加載計(jì)算根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的要求, 選用45 鋼為材料, 對稱扭轉(zhuǎn)疲勞極限1 1

6、50Mpa , 即 min150Mpa由材料力學(xué)公式可知 :WtI pR 3D3TR216w t故TminWt15N mmin在最小的扭矩下 , 試件單位長度的扭轉(zhuǎn)角Tmin1527 minGI p948010D32對于時(shí)間的實(shí)驗(yàn)部分是100mm 長, 故試件的最小扭轉(zhuǎn)角 :,27?0.12.7min min L考慮到多軸加載疲勞試驗(yàn)機(jī)要實(shí)現(xiàn)加載后應(yīng)力的對稱與脈動(dòng)循環(huán),扭轉(zhuǎn)彈簧的工作扭矩就要從25N m 到 50N m , 再結(jié)合扭簧的尺寸設(shè)計(jì) , 取最大工作扭角為45,初選齒輪的直徑為D100mm , 則由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)形成的彎曲疲勞的行程為: s D4540mm3605 彎矩的加載對于彎曲疲勞 , 對稱循環(huán)疲勞極限 ,