共振式曲軸彎曲疲勞試驗機分析研究

　　自適應共振式曲軸彎曲疲勞試驗機。闡述了該試驗機的工作原理、系統設計及主要性能指標。利用該試驗機對日本大發公司生產的經過圓角滾壓處理的曲軸的極限承載彎矩進行了測試。結果表明，該試驗機具有制造成本低、結構緊湊、測試精度高、工作穩定可靠、效率高、節能、噪聲小等優點。曲軸彎曲疲勞試驗機前言彎曲疲勞強度是曲軸工作可靠性的基本判據。彎曲疲勞試驗能較**地反映結構參數和工藝因素對曲軸彎曲疲勞強度的影響。目前國內普遍采用機械激振式曲軸彎曲疲勞試驗機進行疲勞試驗，該裝置存在工作效率低、載荷及試件開裂情況監測困難、精度差、數據可信度低、難于實現自動報警、工作噪聲大、能耗高等缺點。為克服機械激振式曲軸彎曲疲勞試驗機的上述缺點，研制了一種自適應共振曲軸彎曲疲勞試驗機。該試驗機采用自適應共振方法，可使曲軸彎曲疲勞試驗機始終工作在共振區上。工作原理自適應共振方法是利用系統的固有頻率反饋控制激振力，使振動系統始終穩定地工作于共振狀態的一種方法。自適應共振曲軸彎曲疲勞試驗機的工作原理為：將被試曲拐作為彈性元件，在曲拐的兩側對稱裝上個擺體，激振力施于擺體的一端使系統產生共振，左右擺體相對擺動時使曲軸受到對稱脈動的彎曲負荷，以此模擬發動機曲軸在工作狀態中所承受的負荷。自適應共振曲軸彎曲疲勞試驗機結構原理圖由振動學可知，機械振動系統的固有頻率為：式中，為系統剛性系數；為系統轉動慣量。當激振器給出與該系統固有頻率相同的激振力時，兩擺體被激振，系統進入共振狀態，作為彈性元件的曲拐在足夠的振幅及振動次數下工作，在工作過程中，當曲拐出現細微裂紋時，系統的剛度將有所下降，并在自振頻率上反映出來。自適應控制系統根據傳感器檢測到的振動系統的運動信號，經電路處理后輸入激振器電路，產生與新的固有頻率相適應的激振力，使振動系統又在新的共振區上工作。根據頻率的變化能及時捕捉到細微裂紋的出現，是自適應共振曲軸彎曲疲勞試驗機特有的功能。