一、試驗(yàn)機(jī)名稱介紹:
電液控制的試驗(yàn)機(jī)主要有動靜材料試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)、激振器和沖擊試驗(yàn)機(jī)等。
二、材料試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用:
zui早使用的試驗(yàn)機(jī)是材料試驗(yàn)機(jī),材料試驗(yàn)機(jī)在初期是機(jī)械式的。如英國早在1880年已生產(chǎn)了杠桿重錘式材料試驗(yàn)機(jī),在1908年又生產(chǎn)螺母、螺桿加載的試驗(yàn)機(jī)。這些試驗(yàn)機(jī)可進(jìn)行材料的拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)等試驗(yàn),但它們的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、操作繁瑣,只能進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn),目前已被淘汰。
三、液壓材料試驗(yàn)機(jī)歷程:
約在90年前,瑞士的Amsler公司開發(fā)了液壓試驗(yàn)機(jī),它利用液壓油的壓力對試件加載。這種試驗(yàn)機(jī)操作方便、作用力大、結(jié)構(gòu)簡單、體積緊湊,至今這種試驗(yàn)機(jī)仍在生產(chǎn)和使用。它能進(jìn)行各種靜態(tài)試驗(yàn),但在加載的過程中不能進(jìn)行控制。在加載情況不同時所測得的數(shù)據(jù)將有差別。因此,目前上和我國的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了試驗(yàn)時需在恒速率、恒負(fù)載速率和恒變形速率控制下進(jìn)行試驗(yàn),在這種情況下,原有的液壓試驗(yàn)機(jī)已面臨更新?lián)Q代的命運(yùn)。國外已開發(fā)了在它原有的基礎(chǔ)上增加電液控制部分的電液控制液壓試驗(yàn)機(jī)。這種試驗(yàn)機(jī)能滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。國內(nèi)各試驗(yàn)機(jī)廠也在積極進(jìn)行開發(fā)。
在液壓試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)的同時,在原有雙螺母、螺桿試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上還發(fā)展了電子試驗(yàn)機(jī)。這是用伺服電機(jī)控制,經(jīng)減速器減速后驅(qū)動二根螺桿轉(zhuǎn)動,相應(yīng)的螺母使橫梁移動,從而對裝在橫梁及底座上的試件施加。這種試驗(yàn)機(jī)調(diào)速范圍廣、精度高。但由于伺服電機(jī)容量的限制,在大負(fù)載下工作較困難。電液控制液壓試驗(yàn)機(jī)的精度和調(diào)速范圍雖然都比電子試驗(yàn)機(jī)略差些,但價(jià)格低,能承受的負(fù)載大。因此,這兩種類型的試驗(yàn)機(jī)各有所長。
四、zui早試驗(yàn)機(jī)介紹:
早在18660年,A.Wahler就提出力學(xué)性能的試驗(yàn),除進(jìn)行靜態(tài)性能試驗(yàn)外,還應(yīng)進(jìn)行動態(tài)的---也就是疲勞性能的試驗(yàn)。zui初的疲勞試驗(yàn)機(jī)是將試件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動,用偏心輪及砝碼加載進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。以后有些疲勞試驗(yàn)機(jī)將砝碼改為彈簧加載,雖然可使結(jié)構(gòu)略為緊湊,但這種疲勞試驗(yàn)機(jī)作用力小、改變頻率及幅值都較困難。因此,這種原理的疲勞試驗(yàn)機(jī)目前已很少采用。做疲勞試驗(yàn)?zāi)壳按蠖嗖捎秒姶胖C振式疲勞試驗(yàn)機(jī)或電液伺服控制的動靜試驗(yàn)機(jī)。電磁諧振式疲勞試驗(yàn)機(jī)作用力較小,只能進(jìn)行高頻的正弦運(yùn)動,用途較狹。而電液伺服控制的動靜試驗(yàn)機(jī),作用力大,既能進(jìn)行動態(tài)的高周疲勞、程序控制疲勞和低周疲勞試驗(yàn),也能進(jìn)行靜態(tài)的恒變形速率、恒負(fù)載速率和各種常規(guī)的力學(xué)性能試驗(yàn),還可以進(jìn)行斷裂力學(xué)試驗(yàn),根據(jù)需要也可以進(jìn)行部分振動和沖擊的試驗(yàn)。這是其他形式的試驗(yàn)機(jī)所不能比擬的,因此這種試驗(yàn)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來發(fā)展很快。已形成系列產(chǎn)品,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了各種其他特殊用途的試驗(yàn)機(jī)。
振動臺開發(fā)的歷史比材料試驗(yàn)機(jī)要遲得多,由于航空、航天方面對振動試驗(yàn)的要求,在第二次世界大戰(zhàn)前才開始研制。zui初的振動臺是機(jī)械式的,負(fù)載重量只有幾十kg,頻率為0.8-10Hz左右。以后隨著航空、航天、原子能、建筑、機(jī)電設(shè)備、兵器、輕工等各方面的需要,小到幾kg重的餅干箱,大到成千噸的原子能反應(yīng)堆、建筑模型等,都要在振動臺上進(jìn)行試驗(yàn)。這樣,各種形式的振動臺越來越多,機(jī)械的、電動和電液的都有所開發(fā)和應(yīng)用。機(jī)械式的應(yīng)用面積狹,只能進(jìn)行正弦信號試驗(yàn),頻率范圍也較低,一般在較小的行程及負(fù)載情況下使用。電動式振動臺得頻率范圍較高,能任意改變試驗(yàn)波形,波形失真較小,因此應(yīng)用較廣泛,但在較低的頻率;或較長的行程;或很大的負(fù)載情況下使用較困難,雖然也曾生產(chǎn)過20t的電動式振動臺,但行程不能太長而且體積龐大,使用不便,因此目前在負(fù)載大時一般都不用電動振動臺而采用電液振動臺。電液振動臺的作用力大,可以在較低的頻率、較長的行程下工作,能任意改變試驗(yàn)波形,在需要很大作用力時,由于體積較小,還可以用幾個液壓缸并聯(lián)工作,但它的頻率范圍比電動振動臺略低,波形失真也比電動振動臺略大些。
對整機(jī)或大型構(gòu)件,如飛機(jī)、機(jī)車、機(jī)械設(shè)備、海洋工程、原子能裝置及水壩、建筑物等,除進(jìn)行振動試驗(yàn)外,還要進(jìn)行疲勞試驗(yàn),這種被試對象體積較大,有時還需要多點(diǎn)加載,若采用電液控制的疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),則體積將非常龐大,國外曾做過30MN的大型它的體積雖很大,但被試件的大小還是有限,因此目前大多采用多點(diǎn)加載裝置,這種裝置使用多個可以分別安裝的激振器,根據(jù)試驗(yàn)的要求,安裝在試件的各作用點(diǎn)上,如整架飛機(jī)zui多可達(dá)100個點(diǎn)同時加載進(jìn)行試驗(yàn)。激振器也有電動和電液兩種,它們各自的特點(diǎn)和振動臺相似。本書就是針對上述各種試驗(yàn)機(jī)中應(yīng)用的電液控制系統(tǒng)作較詳細(xì)介紹。