气缸的寿命预测研究

admin · 发表于 2022-5-15 13:15:51

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疲劳破坏是指金属零件或材料在循环应力或交变应力的长期作用下，由于累计损伤而引起的断裂现象。对于长期承受交变载荷的机械零件和工程构件，疲劳破坏是其主要的失效形式。随着科学的发展，人们对疲劳破坏现象的研究越来越深入，形成了一系列的疲劳寿命预测方法，疲劳设计方法和试验方法。气缸为气动系统的主要执行元件，在航空、航天、工业自动化等行业应用十分广泛。气缸的寿命影响整个系统的运行寿命。所以必须对气缸的运行特性进行分析，掌握气缸的基本结构和故障模式，分析气缸运行中，应力对其寿命的影响。疲劳破坏是一个累计损伤的过程。对于等幅交变应力，可以用气缸的曲线来表示不同应力水平下达到破坏所需要的循环次数，用曲线来表示气缸的应力-寿命-失效率之间的关系。因此研究气缸的应力-寿命曲线对于气缸的寿命和性能分析有重要的意义。根据经验和试验数据分析，气缸在指定应力水平下，服从威布尔分布。本文的目的是得到气缸的曲线，并且通过多组试验数据，得到曲线。围绕这个目标，对气缸的性能进行了分析，主要的工作内容如下：研究了气缸的结构，对气缸的失效机理进行了分析。研究了常用的疲劳寿命试验的设计方法，结合气缸的结构和失效机理，提出了气缸疲劳寿命预测的试验和统计方法。研究了应力疲劳下，金属材料的曲线特性。同时，针对气缸运行特性，选择等效输出力作为气缸寿命试验的应力。结合成组试验法和升降法，设计了气缸疲劳寿命预测试验的试验步骤。搭建了寿命试验台，设计了气源回路，试验的自动控制系统，设计了频率控制系统、计数系统；确定了气缸寿命试验初期测量及定期检测回路。通过试验验证了模型的正确性。对通过试验得到的数据进行了分析，得到了气缸在指定应力下的疲劳寿命曲线，得到了Weibull分布中的各项参数。同时，根据不同应力水平下得到的气缸服从某失效率的寿命，通过最小二乘法对数据进行拟合，得到气缸的曲线。

气缸的寿命预测研究

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