【摘要】：本文研究了一種基于可變?nèi)莘e的力加載裝置。該加載裝置用于模擬某艦船軸系在實(shí)際工作過(guò)程中受到的外部力負(fù)載，并可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下分析該軸系的動(dòng)力學(xué)特性及其支撐軸承的受力情況。論文主要完成了以下工作： 1.根據(jù)加載裝置的技術(shù)需求，闡述了加載裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理—采用密閉容積內(nèi)電動(dòng)缸伸縮擠壓液體的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)加載力的控制。介紹了系統(tǒng)采用的PID控制算法，并進(jìn)行了簡(jiǎn)要的數(shù)學(xué)模型分析。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，從理論上驗(yàn)證了基于可變?nèi)莘e研制力加載裝置的可行性。 2.完成了力加載裝置的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)度與剛度問(wèn)題進(jìn)行了校核，并用Solidworks軟件對(duì)機(jī)械裝置進(jìn)行了有限元仿真分析；介紹了力加載裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，并進(jìn)行了相應(yīng)的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算；構(gòu)建了以倍福控制器為核心的控制系統(tǒng)。 3.完成了力加載裝置的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)�；赪indows操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了上位機(jī)人機(jī)交互界面；編寫了下位機(jī)控制代碼，以及上位機(jī)與下位機(jī)之間相應(yīng)的通訊模塊。 4.對(duì)控制系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)進(jìn)行了初步的調(diào)試試驗(yàn)，，得出了不同加載狀況下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；對(duì)加載過(guò)程中相位滯后現(xiàn)象提出了工程優(yōu)化方案，并比較了優(yōu)化前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。調(diào)試試驗(yàn)結(jié)果表明本文所研究的加載裝置符合設(shè)計(jì)需求。
[Abstract]:A force loading device based on variable volume is studied in this paper. The loading device is used to simulate the external force load of a ship shafting in the actual working process, and can be used to analyze the dynamic characteristics of the shafting and the force situation of the supporting bearing in the laboratory environment. The main work of this paper is as follows: 1. According to the technical requirements of the loading device, the system design principle of the loading device is expatiated. The control of the loading force is realized by the way of the electric cylinder telescopic extruding liquid in the closed volume. The PID control algorithm used in the system is introduced, and the mathematical model is analyzed briefly. The system is simulated on the basis of mathematical model, and the feasibility of developing force loading device based on variable volume is verified theoretically. 2. The hardware system design of the force loading device is completed. The strength and stiffness of the mechanical system are checked, the finite element simulation analysis of the mechanical device is carried out with Solidworks software, the design principle of the hydraulic system of the force loading device is introduced, and the corresponding type selection and design calculation are carried out. The control system based on the Beifu controller is constructed. 3. 3. The software system design of the force loading device is completed. Based on Windows operating system, the man-machine interface of upper computer is designed, the control code of lower computer and the corresponding communication module between upper computer and lower computer are written. 4. The preliminary debugging test of control system and hydraulic system is carried out, and the experimental results under different loading conditions are obtained, and the engineering optimization scheme for phase hysteresis during loading is put forward, and the experimental results before and after optimization are compared. The test results show that the loading device in this paper meets the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.21

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本文編號(hào)：2288697