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1 疲劳试验与机械振动1

1.1 疲劳现象及其影响1

1.2 疲劳试验系统2

1.2.1 疲劳试验的目的和内容2

1.2.2 疲劳试验的加载方法和形式3

1.2.3 疲劳试验机加载系统原理5

1.2.4 疲劳试验中的能量转换与回收利用6

1.2.5 激振器7

1.2.6 从试样到整机的疲劳试验10

1.3 试件的机械振动与疲劳试验12

1.3.1 单自由度强迫振动13

1.3.2 多自由度振动系统14

1.3.3 有限元模型与有限元方法16

1.4 试验系统的能量规律16

1.4.1 振动体的能耗16

1.4.2 阻尼的作用与能量消耗20

1.5 本章小结22

参考文献23

2 驱动系统与作动器技术24

2.1 液压脉动装置25

2.1.1 单作用式液压脉动油源25

2.1.2 双作用式液压脉动油源30

2.1.3 动态力自平衡液压脉动油源31

2.1.4 液压脉动油源的能量利用与储能33

2.1.5 作动器36

2.1.6 大规格交变载荷试验动力源设计方案37

2.1.7 扭转脉动疲劳试验机设计示例40

2.2 无阀电液伺服驱动系统40

2.2.1 工作原理41

2.2.2 基本结构形式42

2.2.3 泄漏补偿44

2.2.4 流量与稳定性44

2.2.5 系统散热问题48

2.2.6 动态性能分析48

2.3 电液伺服控制与静压支承技术63

2.3.1 电液伺服液压油源的能量与负载63

2.3.2 静压支承液压作动器64

2.3.3 微摩擦平面静压支承技术66

2.4 机械式直线作动器70

2.4.1 机械式作动器的形式71

2.4.2 作动器的组合72

2.5 往复运动电动机74

2.5.1 往复运动电动机的工作原理74

2.5.2 往复运动电动机在疲劳试验机中的应用示例75

2.6 电磁作动器76

2.7 本章小结77

参考文献78

3 杆件单一载荷疲劳试验的共振加载80

3.1 杆件的振动模态80

3.1.1 梁的弯曲80

3.1.2 杆件的纵向振动83

3.1.3 轴的扭转振动88

3.2 管道的弯曲振动与疲劳试验加载方法88

3.2.1 功能与用途89

3.2.2 基本工作原理89

3.2.3 适应性调整92

3.2.4 主要特点与效果93

3.2.5 应用示例93

3.3 杆件的共振弯曲振动与疲劳试验加载方法98

3.3.1 曲轴弯曲共振疲劳试验98

3.3.2 螺栓连接疲劳试验101

3.3.3 铁路轨枕脉动疲劳试验101

3.4 扭转共振疲劳试验加载111

3.4.1 两端大质量杆的共振扭转111

3.4.2 一端固定一端自由杆的扭转振动114

3.4.3 内力系扭转振动116

3.5 杆件的轴向振动与疲劳试验加载方法117

3.5.1 杆件的共振疲劳试验基本原理117

3.5.2 柴油发动机连杆拉压疲劳试验加载方案118

3.6 本章小结121

参考文献121

4 超声疲劳试验系统123

4.1 超声疲劳试验的基本原理与应用124

4.1.1 无限自由度连续系统的振动124

4.1.2 超声疲劳试验原理125

4.1.3 超声疲劳试验机126

4.1.4 试验对象128

4.1.5 应变与裂纹监测129

4.1.6 超声疲劳试验的发展与应用129

4.1.7 超声电源与超声换能器131

4.1.8 变幅杆138

4.1.9 试件143

4.1.10 试件状态检测145

4.2 超声共振疲劳试验148

4.2.1 轴向共振疲劳试验148

4.2.2 其他加载形式的超声疲劳试验158

4.3 准专用试件的超声疲劳试验158

4.3.1 谐振方程与求解159

4.3.2 谐振长度等参数的有限元分析159

4.3.3 试件的安装紧固方法160

4.4 超声脉动疲劳的实现164

4.4.1 双周疲劳试验164

4.4.2 纵向脉动超声疲劳有限元分析166

4.4.3 机械加工精度对谐振频率的影响169

4.5 本章小结171

参考文献172

5 应用示例174

5.1 脉动疲劳试验机175

5.1.1 低频脉动疲劳试验机175

5.1.2 高频脉动疲劳试验机180

5.2 机械式疲劳试验机182

5.2.1 曲柄滑块机构的运动与动力分析182

5.2.2 变频电动机节能与飞轮的运用192

5.2.3 几个关键技术问题与解决措施192

5.2.4 电子机械式疲劳试验机的两种设计示例197

5.3 大型动态压剪试验机198

5.3.1 动态压剪疲劳试验机的技术难题200

5.3.2 直驱式容积伺服动态压剪试验机207

5.4 电动式动静试验机218

5.4.1 采用永磁同步直线电动机的动静试验机218

5.4.2 采用振荡直线电动机驱动的疲劳试验的设计示例231

5.4.3 单自由度强迫振动系统的加载应用235

5.5 本章小结236

参考文献237

后记238