UNIVER气缸可靠性试验平台建设与其失效机理研究

UNIVER气缸可靠性试验平台建设与其失效机理研究
气压传动是以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号，控制和驱动各种机械和设备，以实现生产过程机械化，自动化的一门技术。它是流体传动及控制学科的一个重要分支。由于气动是以压缩空气为工作介质具有防火，防爆、防电磁干扰，抗振动、冲击、辐射，无污染，结构简单，工作可靠等特点，在机械工业、冶金工业、食品工业、航空航天、国防建设等各个部门得到了广泛的应用。

在气动系统中，UNIVER气缸作为Z多的一种执行机构，其设计的可靠性是实现整个系统安全、可靠的基本前提条件。本论文首先通过对可靠性、有限元、可靠性试验、疲劳等相关理论的学习，研究。查阅相关气动行业中UNIVER气缸可靠性测试方法。针对SMC公司UNIVER气缸，设计并实现了一套UNIVER气缸可靠性测试系统。包括气动实验回路设计、测试控制系统设计、以及测试数据采集分析等。测试控制系统基于STM32F103ZCT6单片机，设计了USB接口模块，SD卡、文件系统等。该UNIVER气缸可靠性测试系统在长达一年的不间断试验测试以及试验获得的大量数据表明，该可靠性测试系统运行稳定可靠，数据采集、存储、分析方便、满足UNIVER气缸可靠性测试要求。针对UNIVER气缸可靠性试验的同时，基于有限元分析以及疲劳寿命预测等相关理论，利用ANSYS有限元分析软件，建立UNIVER气缸端盖有限元模型，进行静力分析、并将该模型在ANSYS中作疲劳仿真分析。获得该端盖的预测疲劳寿命，寿命安全系数及危险部位等信息。通过与之前的UNIVER气缸可靠性试验获得的数据进行对比，验证了有限元计算模型的正确性。从而说明该UNIVER气缸的设计符合预计的可靠性要求，其通过有限元方法来对结构零件进行寿命预测是可行的，也是很有必要的。也可以大大推进产品的开发进度。

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