裂纹扩展疲劳试验测控系统研究

作     者：郑欢斌 高红俐 刘辉 刘欢 齐子诚 ZHENG Huan-bin;GAO Hong-li;LIU Hui;LIU Huan;QI Zi-cheng

作者机构：浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310014 中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2015年第32卷第10期

页      面：1271-1277页

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：浙江省科技计划公益性资助项目(2014C37082) 宁波市自然科学基金资助项目(2014A610060) 

主　　题：谐振式疲劳裂纹扩展试验 固有频率跟踪 模糊PID控制 疲劳裂纹 在线测量 

摘      要：针对疲劳裂纹扩展过程中工作载荷的稳定性问题,建立了基于裂纹长度在线测量的谐振式疲劳裂纹扩展试验振幅控制系统,提出了基于裂纹在线测量的自适应改进爬山法、固有频率跟踪方法及振幅模糊PID控制方法。首先采用自行设计的测量系统测得了试件不同裂纹尺寸所对应的系统固有频率,开始疲劳裂纹扩展试验后实时测量了裂纹扩展过程中的裂纹长度,采用所提出的固有频率跟踪算法对系统固有频率进行了跟踪,同时采用模糊PID方法对频率跟踪过程中造成的振幅波动较小进行了控制。实验及研究结果表明,所提出方法在裂纹扩展过程中的振幅控制精度为2%,控制精度高、调整时间短,能较好地满足疲劳裂纹扩展试验的要求。