两自由度板簧疲劳试验机运动学分析与研究.pdf

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1、第38卷第7期两自由度板簧疲劳试验机运动学分析与研究27文章编号：1004-2539(2014)O7一OO27一D4两自由度板簧疲劳试验机运动学分析与研究谢晖朱洪涛。谢亮。(1南昌大学科学技术学院，江西南昌330029)(2南昌大学机电工程学院，江西南昌330031)(3江西财经大学软件与通信工程学院，江西南昌330013)摘要现有曲柄滑块机构型汽车板簧疲劳试验机，需停机改变杆长来调整试验幅值。研究二自由度平面七杆机构，意图改变两曲柄的初始相位差来实现幅值的在线调整。通过建立机构运动学分析模型，借助Matlab／Simulink软件及Newton-Raphson法进行数值仿真，验证了机

2、构幅值动态调整的可行性；当改变初始相位差时，板簧试验振幅随之得到调整。且采用混合驱动的方式可方便地控制相位，使机构保留了机械式疲劳机的高效可靠，并具有一定柔性。关键词疲劳试验机混合驱动钢板弹簧牛顿一拉夫逊运动学仿真ResearchandKinematicsAnalysisofthe2-DOFLeafSpringFatigueTesterXieHuiZhuHongtaoXieLiang。(1CollegeofScienceandTechnology，NanchangUniversity，Nanchang330029，China)(2SchoolofMechanicalandElectri

3、calEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，China)(3ScholofSoftwareandCommunicationEngineering，JiangxiUniversityofFinanceandEconomics，Nanchang330031，China)AbstractTheexistingleafspringfatiguetesterwhichworksontheprincipleofslider—crankmechanismadjustsamplitudebychangingtherodlength，andithas

4、tostopworkingforadjustmentundercurrentstructure．Theplanarseven—barmechanismwith2一DOFisstudiedthatattemptstodynamicallyadjustamplitudebychangingtheinitialphasedifference．Theworkabilityofthedynamicadjustmentoftheamplitudeistestifiedthroughestablishingtheanalyticmodelofthekinematics，sim—ulatingthem

5、odelwithresorttoMatlab／SimulinksoftwareandNewton-Raphsonmethod．Whentheinitialphasedifferenceischanged，theleafspringtestamplitudeisaccordinglyadjusted．Besides，thehybriddrivefatiguetestercouldfreelycontrolthephasewithalotofflexibilitywhichmeanwhilemain—tainstheefficiencyandreliabilityofthemechanic

6、one．KeywordsFatiguetesterHybriddriveLeafspringNewton-RaphsonKinematicsSimulation见图1。0引言液压式疲劳试验机相比钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性机械式，具有一定柔性，但能元件，疲劳寿命是其安全性能和使用质量的一项重要耗高、频率低、价格偏贵。近指标。单纯依靠理论方法很难准确预测疲劳寿命，工年提出的混合驱动是一种较程上常使用试验机将疲劳过程在实验室重现，以获得为理想的方式，即以常规电运动部件的疲劳数据[1]。机提供动力，伺服电机调节图1机械式曲柄滑块在现行的疲劳试验机中，机械式曲柄滑块板簧疲控制。在混

7、合驱动方式下，板簧疲劳试验机劳试验机工作可靠、结构简单、功耗小，故运用广所需伺服电机的功率比用伺泛[2；但调整载荷幅值需改变曲柄的杆长来获得，因服电机直接驱动机构的功率小1／3E。混合驱动系其单自由度特性，调整时需停机，反复校准操作复杂，统兼容了传统机械系统的高效、高负荷和可控伺服系28机械传动2014年统的柔性等优点，弥补了传统机构缺乏大负荷柔性化文只针对具有代表性的板簧标准试验(即谐波载荷试的缺点。验)展开研究。本文中研究了混合驱动板簧疲劳