基于疲勞破壞試驗的氣缸壽命分析.pdf

1、氣缸因其安全、低功耗、無污染、易于維護等特點廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，如制造業(yè)、電子IC及電器行業(yè)、航空工業(yè)等。近年來，國內(nèi)外的氣缸產(chǎn)品更是飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。因此，提供安全、可靠的氣缸顯得尤為重要。本課題通過搭建氣動試驗平臺，對氣缸進行疲勞破壞試驗，旨在探索氣缸的失效模式及使用壽命。充分掌握氣缸性能及失效模式，能夠避免氣缸設(shè)計時的過剩余度設(shè)計并為顧客提供滿足強度和耐久性要求的產(chǎn)品，有效降低產(chǎn)品成本。
　　本文首先介紹了氣動技術(shù)

2、的發(fā)展現(xiàn)狀及疲勞破壞的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，探索了疲勞破壞的過程及機理。結(jié)合課題任務(wù)書，提出了氣缸疲勞破壞試驗方案。參考氣缸試驗 ISO國際標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)出了氣缸失效故障樹并重點關(guān)注試驗過程中氣缸泄漏量、行程時間、始動壓的變化情況。
　　接著介紹了氣缸疲勞破壞試驗平臺的搭建，包括氣動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。同時，介紹了氣缸疲勞破壞試驗的過程和幾種試驗數(shù)據(jù)的測試方法。根據(jù)獲得的試驗數(shù)據(jù)，分析了氣缸泄漏量、行程時間、始動壓的變化趨勢及變

3、化原因，提出氣缸泄漏量超標(biāo)為該試驗氣缸的主要失效模式之一。根據(jù)氣缸失效樣件，總結(jié)了氣缸的幾種疲勞破壞模式。
　　此外，獲取了氣缸試驗過程中的壓力、位移波形并根據(jù)實際情況對氣缸運行狀態(tài)進行建模仿真，將實際的壓力、位移波形與仿真所得壓力、位移波形進行了比較。試驗與仿真曲線基本吻合，說明了試驗環(huán)境與氣缸運行狀況良好。
　　最后，利用仿真軟件分析了氣缸活塞碰撞氣缸端蓋這一過程的氣缸應(yīng)力云圖。在氣缸安裝腳座及螺栓處應(yīng)力最大，該結(jié)果與試