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電磁輻射試驗范文第1篇

關鍵詞：電液伺服，拉扭復合疲勞，疲勞試驗機

中圖分類號：C93文獻標識碼： A

Design and Research of plus or minus 200kN Electro-hydraulic Servo Fatigue Testing Machine

ABSTRACT：Electro-hydraulic servo fatigue testing machine is a kind of important test equipment to research material mechanics performance and simulate the mechanical properties of mechanical components and even the whole machine under the working conditions. To meet the challenge of researching material mechanics performance more accurately, this subject put forward the method of using high speed camera in the process of fatigue test, so that the materials’ microstructure change process can be recorded, and the raw data for follow-up study of material fatigue mechanism and trends can be provided. Besides, in order to simulate the real load condition of mechanical parts，this research proposed a tension-torsion composite load model to extend the method and scope of material fatigue test. In view of the technical indicators and requirements of this project, this fatigue testing machine is composed of tension and compression fatigue unit, torsion fatigue test unit, tension-torsion compound fatigue unit, high speed camera monitoring unit, etc. In addition, in order to realize the dynamic and static fatigue test function and to improve the working efficiency and reliability, a practical hydraulic control circuit is designed in this research.

Keywords：Electro-hydraulic servo, tension-torsion compound fatigue, fatigue testing machine

1 引言

電液伺服疲勞試驗機是實現材料疲勞試驗的重要測試設備，可用于對非金屬和金屬材料進行拉伸、壓縮、斷裂、裂紋擴展等材料力學試驗，逐漸成為精確研究材料的力學性能，模擬機械零部件甚至整機在使用狀態下的力學特性的有力試驗手段。目前，隨著科技的進步和待測對象的需要，電液伺服疲勞試驗機正朝著智能化、節能化的方向發展，以進一步提高試驗機效率和精度，降低試驗機能耗[1-2]。

本課題旨在設計一種在高速相機監測下，實現拉壓疲勞，扭轉疲勞和拉扭復合疲勞的電液伺服疲勞試驗機，為研究材料疲勞力學性能和破壞機理提供試驗依據。本課題對疲勞試驗機各組成單元進行了詳細設計，并對關鍵零部件進行了仿真分析，以使所設計的試驗機安全可靠。

2 工作內容及要求

電液伺服疲勞試驗機主要由主機、液控回路和控制系統三大部分構成。主機是試驗機的主要執行和支撐部分，包括拉壓疲勞單元、扭轉疲勞單元、試樣夾持單元、高速相機監測單元等部分組成，是試驗機的執行系統，實現對試樣循環加載，并經由力傳感器將數據反饋給控制部分，實現閉環控制；同時，安裝在試樣夾頭旁的高速相機監測模塊實時對試驗中的試樣進行監控，提供試驗圖樣以供后續分析使用。液控回路是疲勞試驗機的液控系統，其按給定信號為液壓油缸提供具有一定壓力和流量的液壓油，使液壓缸可分別以力循環控制和位移循環控制條件下對試樣進行加載，從而實現動態和靜態疲勞試驗。控制部分是疲勞試驗機的操作和指揮系統，主要由計算機、打印機及軟件控制系統等組成，其通過人機交互界面向執行系統發出信號和指令，控制執行系統完成疲勞試驗過程，并完成試驗數據得搜集和處理[3]。

本課題主要完成對疲勞試驗機主機和液控回路的設計。主機的設計分為主執行機構設計、試件夾具設計、液壓缸設計選型、高速相機布置和整機的整體布局設計等幾個方面，進而分別進行零部件的結構、尺寸、材料的設計，并進行關鍵零部件的有限元分析和校核，以滿足工作要求。液控回路的設計分為液控回路的設計、液壓元件的選擇等。

本課題的最終目標是設計完成一臺可在高速相機監測下，額定負荷200kN時，實現拉伸、壓縮疲勞、扭轉疲勞和拉扭復合疲勞的電液伺服疲勞試驗機。

3 試驗機整體布局設計

針對疲勞試驗機技術要求，結合試驗機國家標準及疲勞測試國家標準規定，設計一臺電液伺服疲勞試驗機，基本組成單元為：拉壓疲勞單元、扭轉疲勞單元、試樣夾持單元、高速相機監控單元等，試驗機整體布局及各單元組件如圖1所示。

圖1電液伺服疲勞試驗機整體布局

4 試驗機各組成單元設計

4.1 試驗機試樣夾持單元設計

結合課題要求，對試驗機夾具結構進行分析設計，夾具基本結構如圖2所示。

芯軸與主機動力部分連接，使拉力、壓力或扭矩通過芯軸、旋轉套、夾具體及夾塊傳遞給試樣。

夾持試樣時，旋松鎖緊螺母，搬動搬把使旋轉套轉動，帶動夾具體下移，使兩夾塊分開。然后，放入試樣，轉動旋轉套是夾具體上移至試樣夾緊，旋緊鎖緊螺母，使試樣進入夾持狀態。其中。芯軸下部分導向花鍵與夾具體內花鍵配合，引導夾具體上下移動及傳遞扭矩。托板與芯軸螺紋連接，使夾塊在水平方向平動。更換夾塊可測試不同尺寸試樣，此時，卸下夾塊擋板，換好新夾塊后，將擋板緊定即可。

圖2試驗機試樣夾具基本結構圖3液控回路原理圖

4.2 試驗機拉壓單元設計

電液伺服疲勞試驗機拉壓疲勞單元的工作原理為：液壓油泵將工作介質從油源引入轉化為高壓油，而后經過濾器、蓄能器等進入電液伺服閥。同時，將控制系統給定信號與力傳感器反饋信號比較，得出差值信號。差值信號經放大器放大，控制電液伺服閥，使輸出油量按信號交變變化，以驅動液壓缸，實現活塞的往復運動。液壓缸活塞桿與試驗機夾具連接，在信號控制的循環應力下，對試樣進行疲勞測試。

本課題所設計的液控系統，其基本組成分為：存儲油液的油箱；提供高壓油液的電機和液壓泵；保證回路油液恒定壓力的溢流閥；用于存儲多余能量，吸收液壓脈動和沖擊，提高液壓系統動態性能穩定的蓄能器；保證液壓缸動作準確，使系統高精度、快速響應的電液伺服閥；過濾油液中雜質，防止雜質堵塞伺服閥和其他液壓元件的粗濾油器和精濾油器；降低液壓油溫的冷卻器，以及液壓缸、壓力計、溫度計、單向閥、截止閥等輔助器件。設計時，應盡量采用標準化元件，對各液壓元器件進行合理安排和布局，達到結構化、集成化目標，并應盡量降低液控回路的發熱和噪聲[4]。

液控回路原理圖如圖3所示。

4.3 試驗機扭轉單元設計

根據課題目標，所設計的電液伺服疲勞試驗機應具備扭轉疲勞試驗功能，并在此基礎上實現拉扭復合疲勞試驗。因此，需設計疲勞試驗機扭轉疲勞單元，同時應考慮扭轉疲勞單元與拉壓疲勞單元之間的復合關系，以實現拉扭復合疲勞。

本課題試驗機扭轉單元采用伺服電機驅動，渦輪蝸桿傳動以減速增矩，同時，使用滾珠花鍵作為扭轉疲勞單元與拉壓疲勞單元間復合的橋梁。進行扭轉疲勞單元設計時，應選擇合適的伺服電機，設計滿足技術要求的蝸輪蝸桿減速器，選擇合適的滾珠花鍵及軸承等。

扭轉疲勞單元由伺服電機、聯軸器、齒輪蝸桿減速器組成，其各部分連接關系及總體布局如圖4所示。

圖4扭轉疲勞單元整體布局 圖5高速相機監測單元整體布局

4.4 高速相機監測單元設計

材料疲勞破壞過程及破壞機理是當今材料疲勞破壞理論的研究熱點，而接近材料疲勞破壞條件測試，并實時監控材料疲勞測試過程中試樣各時間點的狀態，有助于分析材料疲勞破壞理論及變化趨勢，為深入研究材料疲勞破壞機理收集試驗數據。

針對現今疲勞試驗機功能需求，本電液伺服疲勞試驗機特加入高速相機監測單元，以實時監控疲勞測試過程中試樣在各時間點狀態，彌補現有疲勞試驗機不能進行原位監控這一空白。高速相機組件整體布局圖如圖5所示。

5 總結

疲勞測試試驗裝置的研發與試制一直以來都是工程技術領域關心的前沿問題，電液伺服疲勞試驗機的研制和發展更是重中之重。然而，對于能在高速相機監測下，實現拉扭復合疲勞的試驗機的研發卻較少有人涉及，而這種試驗形式對研究疲勞破壞機理及趨勢有著重要意義。

本課題主要完成了對高速相機監測下，實現單軸拉壓疲勞、扭轉疲勞及拉扭復合疲勞的電液伺服疲勞試驗機的研制，所設計的疲勞試驗機具有較高的實用性。

參考文獻

[1]劉啟元. 疲勞試驗機的發展[J].試驗機與材料試驗，1981(1)，61-71.

[2]JI.M.什科利尼克[蘇]著.疲勞試驗方法手冊[M].北京：機械工業出版社，1983.

電磁輻射試驗范文第2篇

【關鍵詞】電子設備；電磁兼容；檢測技術

0 前言

從地球上的生產生活至宇人造衛星、宇宙飛船的運行都是電磁破在起作用。對于人類的生產生活來說，電磁能有著巨大的利用價值。人們可以利用電磁能發展科技、網絡、航天、通信。但是電磁能也具備一定污染性和傷害作用。隨著科技技術的不斷發展，電子設備的產品越來越多，電磁環境也越來越復雜，通過研究和解決電磁環境中設備之間以及系統間相互關系的問題，可以促進電磁兼容技術的迅速發展。

1 電子設備電磁兼容的概念、作用以及檢測技術

1.1 電子設備電磁兼容的概念

電子設備的電磁兼容是隨著科技逐漸的進步而發展起來，是一種電子設備在特定的環境中如電磁環境中能夠達到要求并可正常運行的能力，要求電子設備在特殊環境中的不受的電磁干擾。如果在特定的時間、空間頻譜條件下，多種電子設備的電磁兼容表現為互不干擾，一起工作，效果最佳。按規定電子設備的電磁兼容主要包括兩個方面的要求，一方面規定在滿足電子設備正常工作時，需要對其在所處環境中產生的電磁干擾有一定限制，不可超過其干擾臨界值；另一方面的要求為電子設備自身對所處環境中的的一些電磁干擾具備某種抗擾度，即對其他設備的電磁有著一定程度的敏感性。

1.2 電子設備電磁兼容的作用

越來越多的電子產品在市場的流動，電磁兼容的涉及的范圍也越來越廣。一些廠家把電子產品做得越來越精巧、縝密，也產生了一些關于電磁兼容的漏洞。電磁兼容可以幫助信息傳遞、實現產品設備的能源節省，又能夠干擾其他信息來源、并侵犯別人隱私。聯系實際，電磁兼容的問題由很多：如干擾電磁、收音機接受信號，網絡傳輸信信息等問題。通過對電子、電器產品的電磁輻射、電磁傳導對環境和電網的污染程度進行電磁兼容測試，可以很好排除電磁干擾，保證通信安全運行。

1.3 電子設備電磁兼容的檢測技術

電子設備電磁兼容的檢測技術可從四個方面來分析。第一個方面是對電子產品電源電磁兼容檢測技術分析，即對其控制能力進行性能檢測，實質上是觀察電源性能在受到外界不良壓力干擾時是否會出現工作狀態不佳或損傷的情況，主要方法為對電源線施加波形電壓，同時也對電源外殼施加同樣大小的波形電壓。如若出現電源在很快時間被擊穿的現象，則表明電源裝置中抗干擾原件不合格。第二個方面是對電子設備絕緣性檢測技術分析，主要檢測方法為靜電放電測驗，利用靜電射頻發生器，依照電子設備實際需要的電壓，對電子設備開展接觸型放電檢測，需要重復三次。若出現絕緣體被弄破，部分元件被損傷等現象，就可以表明電子產品的絕緣性存在一定問題。第三方面是對電子設備產生輻射檢測技術分析，對電子設備的輻射的檢測，一般較為簡單可行的方法是利用一個可以接受AM頻道的收音機來辨識不同噪音來進行輻射檢測，從而判斷設備輻射對人體或其他電子設備的干擾程度。第四個方面為電子設備抗外來磁場干擾檢測技術分析，主要方法為進行射頻電磁場輻射試驗，其操作方法為：保證在黑暗條件下的電子設備能夠正常工作，當人為對電子設備施加一適當的頻率后，需要靜止一段的時間來檢查電子設備的工作狀態，確定其工作狀態是否發生了改變。

2 電子設備電磁兼容的檢測的必要性

2.1 提高電子設備使用的可靠性

由于電磁兼容性中存在電磁干擾，會在電子設備工作時引起不必要的有害電磁波動，并導致電子設備性能下降，電磁敏感度上升，阻礙電子產品正常工作，在干擾程度嚴重情況下還會損損傷設備中的某些元件。為了保證電子設備正常工作，需要合理利用電子設備的電磁兼容技術，預防和阻止外界環境中的電磁干擾。除此之外，要保證電子設備正常工作，還需要電子設備自身不會或很少程度對其它電子設備產生電磁干擾。提高電磁兼容技術的工作效能，可以有效避免外界環境對設備的干擾和設備自身對其他設備的干擾對設備造成損傷和破壞。

2.2 接軌國際，促進經濟發展

伴隨社會發展，科技進步，國際化貿易的增加，電子設備電磁兼容性技術也在不斷改革，突破自我，并在電子設備設計的重要環節部占據一定地位。目前電磁兼容的已經通過國際的達標認證，并為更好發展和利用這個項目設立相關法規。如今進口電子設備能夠進入國際市場的指標之一就是電磁兼容性是否達標。我國電子設備的電磁兼容發展較為緩慢，1999我國開始年對計算機、收音機、電視機、音響、顯示器等電子設備進行電磁兼容性檢測。在2002年下半年，我國才大規模對安防電子設備、低壓電器等實施電磁兼容達標認證。隨著國際貿易的頻繁開展，對電子設備的電磁兼容檢測要求越來越高。因此，要想更好發展國家，必須提高電子設備的電磁兼容檢測的水平，并提升綜合實力與國際社會有效接軌，從而更好的步入國際市場。

2.3 提高電子設備使用的安全性

電磁波在人們生活的環境中無處在，它關系和影響著人類的生存與發展，人們在利用電磁波創造財富和物質生活的同時，也會不可避免地遭受到電磁波的侵害。電磁如果遭受到其他電路的干擾并發生反應，就會形成干擾電流，引起爆炸。如今電子產品融入了我們生活的方方面面，如吃飯需要電飯煲、通話需要移動電話、上網需要電腦、洗衣服需要洗衣機等，如果這些電子產品不符合相關法律法規，在使用中產生的電磁波，造成一定人身傷害。需要值得注意的是，電磁能量不僅會于其他電子設備作用，還可直接與人體產生有害的物理化學反應，影響人的生理機能或產生一些由于輻射造成的疾病。因此，為了保證人們生活的環境更加安全，需要不斷加強電子產品電磁兼容技術的研究和監控，避免嚴重后果出現。

2.4 當下及未來戰爭的需要

對電磁波的利用不僅僅體現在生活中，在國際形勢緊張的當今，電磁波還應用在軍事中。一般情況下電磁波會作為干擾源對環境和人體健康造成傷害，而在電磁波遭受其他環境壓力影響的情況下，電磁波本身就會遭到破壞和摧毀，甚至產生物理化學反應，引起爆炸，對環境和人類造成更大的傷害。核武器爆炸時，產生的電磁脈沖威力巨大，傳播速度非常快，能在瞬間摧毀物體。當電子設備接觸到核爆炸產生的電磁脈沖輻射作用時，便會遭到干擾，受到損傷，甚至毀壞。利用電磁脈沖可以攻擊也可以作為防御，從而干擾電子設備的工作狀態，避免戰爭發生帶來傷害。因此在軍事電子設備在電磁兼容方面的指標要更加嚴格，從而確保武裝系統能夠有效發揮作用，保護國家和人民的安全。

3 結語

要想電子設備能正常工作并不給人們的生活帶來損傷，則要保證電子設備電磁兼容的可靠性、安全性。為了提高電子產品利用的有效性，還需要相關部門引導相關技術人員創造更適合社會安全的電子產品，并對電子產品進行管理和監控，防止在使用過程中由于電子產品的結構問題或電磁輻射問題給人們帶來人身傷害。

【參考文獻】