80 MN压剪试验机竖向加载模糊PID控制系统的设计

为了稳定、精确、可靠地实施超大力值竖向加载,以80 MN压剪试验机为对象,对其竖向加载装置的机械结构、液压系统以及控制系统进行总体设计;建立位置-压力双闭环PID控制算法的数学模型,并设计模糊PID控制器;最后,通过AMESim-Simulink对控制系统进行耦合仿真,获取位移与试验力的时域响应曲线,并在80 MN压剪试验机上进行竖向加载试验以验证控制系统的可靠性。结果表明:竖向加载模糊PID控制系统使竖向加载在220 s后达到稳态,位移误差与试验力误差均小于0.05%,此控制系统的稳定性、精确性和可靠性得到验证。

80 MN压剪试验机机架的力学仿真

为确保80 MN压剪试验机机架在最大载荷下依然满足强度和刚度要求,文中首先分析单剪和双剪两种压剪试验工况下的受力状态,而后在最大竖向载荷与最大横向载荷联合作用下,对静态单剪与静态双剪时的机架进行静力学仿真,随后进行机架的模态仿真,最后对动态单剪时的机架进行动力学仿真。结果表明:静态单剪与静态双剪时,压剪试验机机架最大静应力都小于材料的屈服强度,最大位移小于允许最大位移量,满足静强度与静刚度的要求;动态单剪时工作频率低于各阶模态固有频率,所以不会产生共振,满足动刚度要求;动态单剪时应力与位移呈周期性波动,最大动应力和最大位移满足动强度与动刚度的要求。