自平衡重載壓力機(jī)以及油膜承載特性研究.pdf

1、重載壓力機(jī)從開始的人工杠桿加載到現(xiàn)在液壓加載與伺服反饋，可實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，可觀測(cè)的數(shù)據(jù)越來越豐富。但是目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的重載壓力試驗(yàn)機(jī)只能獲得巖石的宏觀力學(xué)特性和巖石試樣破壞后的特性，例如巖石的變形，強(qiáng)度特性等。而巖石的動(dòng)態(tài)破裂過程仍是個(gè)黑箱過程。那么巖石在大載荷的加載情況下，如何實(shí)現(xiàn)壓力室平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)成為本次課題主要研究?jī)?nèi)容:
　　本文首次提出了將液體油膜支撐技術(shù)運(yùn)用于重載壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在大載荷狀況下壓力室的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。壓力室中采

2、用自平衡活塞的結(jié)構(gòu)滿足了試樣上下表面圍壓的加載需求，使得巖石試樣各種參數(shù)的準(zhǔn)確性在測(cè)量時(shí)得到了很大的提高。
　　本文以重載壓力機(jī)加載油缸為研究對(duì)象，對(duì)垂向加載缸進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模，在不忽略非線性摩擦力和非線性彈性力的情況下，通過MATLAB仿真研究對(duì)加載油缸動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了分析，更具針對(duì)性地分析了重載壓力機(jī)加載油缸低速爬行現(xiàn)象的原因。分析了油缸低速爬行現(xiàn)象影響因素中，非線性摩擦力泰勒展開各項(xiàng)系數(shù)中對(duì)低速振動(dòng)現(xiàn)象的影響程度。有效的避免

3、了加載油缸由于爬行現(xiàn)象引起的參數(shù)失真等狀況，保證了試驗(yàn)的順利進(jìn)行。
　　本文通過理論分析，基于液體油膜支承的實(shí)際問題提出流場(chǎng)簡(jiǎn)化模型，化簡(jiǎn)并求解流體連續(xù)性方程和運(yùn)動(dòng)方程，得到了速度、壓強(qiáng)、承載力、油膜剛度等參數(shù)的解析解。采用有限元計(jì)算軟件CFX對(duì)液體油膜支承系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，得出靜態(tài)時(shí)液體油膜支承系統(tǒng)的流場(chǎng)分布。選出了油膜厚度在30μm時(shí)最為合適，保證了在大載荷的加載條件下壓力室的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
　　研究結(jié)果表明，本文所研