圆柱螺旋弹簧疲劳试验机设计和仿真分析

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1、DESIGNANDSIMULATIoNANALYSISOFTHECIRCULARCOILSPRINGI埝TIGUETESTMACHINEAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMaster(orDoctor)ofEngineering、，■■■■■●●—————一II■■__■■■一ByWangYing．．Thesis(orDissertation)Supervisor：ProfessorChenCh

2、an．Jua—nMay,2010圆柱螺旋弹簧疲劳试验机的设计与仿真分析摘要弹簧疲劳试验机是对弹簧进行力加载的实验设备，它通过在实验室环境下对被测试件施加周期性的应力来达到测试被测试件疲劳寿命的目的，通过实验得出可靠性的实验数据，为它的成功使用提供保证。本课题的研究针对已有的弹簧试验机的振幅调节不方便、频率的变化小、振幅不足等缺点，重新设计了疲劳试验机的振幅调节机构，和合适的夹具，使得弹簧的疲劳检测更加的方便、合理。本论文以圆柱螺旋弹簧疲劳试验机为主要研究对象，主要进行了以下几个方面的工作：l、弹簧基本理论与疲劳机理的研究广泛收集资料，阅读文献，归纳总结了弹簧疲劳的机理、影

3、响弹簧疲劳的因素、材料的疲劳曲线、弹簧疲劳强度的估计、弹簧疲劳寿命可靠性模型。2、弹簧疲劳试验机的总体结构设计分析整理并综合考虑现有弹簧实验机的结构、种类、工作参数、工作方式等，并从中总结出适合本课题的既科学又易用的结构，同时也发现其他各类产品中的不足之处加以改进。设计了偏心轮机构，采用燕尾槽滑动的调节方式；通过对弹簧多种方式的比较，最后选择气组方式的弹簧压盘设计。3、电气控制和测试系统的选择试验机通过电磁调速电机来实现，通过改变转速来改变试验的频率；通过传感器采集输出，更直观得看出弹簧的动态状况。4、利用PRO／E软件进行疲劳试验机的运动仿真，较为真实地反映了机构的运动

4、状况。最终设计实现了对试验机振幅方便精确地调节；气组方式的弹簧压盘设计安装方便并且承载力好，弹簧不容易弯曲：电磁调速电机实现调速简单、方便、运行可靠、稳定性好：利用PRO／E软件进行运动仿真，能够更加具体和精确地分析计算弹簧试验机的运动情况，从而利用这些条件更好地设计和选择弹簧试验机的设计参数，也能够通过对其主要零件的分析而选择出更加合适的零件参数，不仅有利于试验机的优化，更是对实际制造过程中的一些未知情况做出评估。关键词：弹簧，疲劳试验机，传感器，PRO／E，仿真分析THEDESIGNANDSIMULATIoNANALYSISOFCIRCULARCoILSPRINGFA

5、TIGUETESTMACHINEABSTRACTSpringfatiguetestmachineisaspringloadedtestequipmentforpower．Itimposescyclicstresstothetestinthelaboratoryenvironmentinordertotestfatiguelife．Thereliableexperimentdataprovideguaranteeforitssuccessfulusewhichisgainedthroughexperiments．Thespringtestmachinehassomeshor

6、tcomings。Forexample，theamplitudeadjustmentisnotconvenient，frequencychangeissmall，amplitudeisinadequateetc．Theresearchprojectsredesignedtheamplitudeadjustmechanismofthefatiguetestingmachine，andappropriatefixturestomakespringfatiguedetectionmoreconvenientandreasonable．Thesubjectofthecylindr

7、icalhelicalspringfatiguetestmachineasthemainobjectofstudy,mainlyforthefollowingareas：1．SpringbasictheoryandmechanismoffatigueCollectedinformationextensively，readtheliterature．summarizedtheprincipleofspringfatigue，thefactorswhichaffectspringfatigue，andthefatiguecurve