畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-三點(diǎn)彎曲與強(qiáng)酸耦合場下材料力學(xué)性能測試儀的設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書課題：三點(diǎn)彎曲與強(qiáng)酸耦合場下材料力學(xué)性能測試儀的設(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名班級D機(jī)制131學(xué)號指導(dǎo)教師專業(yè)系主任發(fā)放日期20XX年12月31日摘要在日常的生產(chǎn)制造及其檢驗(yàn)的過程中，材料、構(gòu)件以及裝置時(shí)常工作在彎曲的工況下。比如象橋式起重機(jī)的大梁、火車的輪軸、鏜刀桿、力學(xué)測試中的微懸臂梁、微橋等等。研究這些對象在彎曲工況下的力學(xué)性能參數(shù)以及微觀變形、損傷及其斷裂機(jī)理顯得尤為重要。然而產(chǎn)業(yè)化的材料力學(xué)性能測試儀器，如拉伸、三點(diǎn)彎曲、扭轉(zhuǎn)等測試裝置都只具備普通環(huán)境的測試功能，并不具備復(fù)雜環(huán)境下加載的功能。面對正常服役狀態(tài)下的材料力學(xué)性能很難保證精度更高的參數(shù)計(jì)算與可靠性計(jì)算。因此，基于上述問題的存在，通過空間的合理安排、結(jié)構(gòu)的兼容，研制并開發(fā)一臺(tái)復(fù)雜環(huán)境測試儀器顯得尤為必要。通過多種功能的實(shí)現(xiàn)，結(jié)合力學(xué)、材料學(xué)、控制學(xué)等多門技術(shù)，對提出的理論進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，并為今后的材料科學(xué)領(lǐng)域提供重要支撐。綜上所述，本文的研究重點(diǎn)是研制、開發(fā)一臺(tái)三點(diǎn)彎曲與強(qiáng)酸耦合場下材料力學(xué)性能測試儀，在三點(diǎn)彎曲測試的基礎(chǔ)上，具體進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)及強(qiáng)酸環(huán)境密封盒設(shè)計(jì)。產(chǎn)品用途為開展材料在強(qiáng)酸條件下三點(diǎn)彎曲材料力學(xué)性能參數(shù)的測試。關(guān)鍵詞：三點(diǎn)彎曲，強(qiáng)酸耦合場，材料力學(xué)

AbstractIntheprocessofdailyproductionandinspection,materials,componentsanddevicesoftenworkunderbendingconditions.Forexample,asthetrainbridgecranegirderaxle,boringbarandmechanicaltestingofmicrocantilevermicrobridge,etc..Itisveryimportanttostudythemechanicalpropertiesoftheseobjectsandthemicrodeformation,damageandfracturemechanism.However,theindustrializationofmechanicalpropertiesofmaterialstestingequipment,suchastensile,threepointbending,torsionandothertestdeviceshaveonlythegeneralenvironmentofthetestfunction,doesnothavethefunctionofloadingincomplexenvironments.Itisdifficulttoensuretheaccuracyoftheparametersandthereliabilityofthematerialundernormalservicecondition.Therefore,basedontheaboveproblems,itisnecessarytoresearchanddevelopacomplexenvironmenttestinginstrumentthroughthereasonablearrangementofthespaceandthecompatibilityofthestructure.Throughtherealizationofvariousfunctions,combinedwithmechanics,materialsscience,controlscienceandmanyothertechnologies,theproposedtheoryistestedandverified,anditprovidesimportantsupportforthefutureofmaterialscience.Insummary,thisstudyfocusesontheresearchanddevelopmentofathreepointbendingandstrongcouplingfieldofmaterialmechanicsperformancetestinginstrument,basedonthreepointbendingtest,specificdesign,fixturedesignandsealingboxdesignstrongacidenvironment.Thepurposeofthispaperistotestthemechanicalpropertiesofthreepointbendingmaterialsunderstrongacidcondition.Keyword:ThreepointbendingStrongacidcouplingfieldMaterialmechanics

目錄摘要 2Abstract 3第1章緒論 61.1研究背景及意義 61.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 81.2.1材料測試技術(shù)的發(fā)展綜述 81.2.2三點(diǎn)彎曲測試儀現(xiàn)狀 81.3本文主要研究內(nèi)容 9第2章三點(diǎn)彎曲測試裝置的設(shè)計(jì)分析 112.1彎曲測試儀器設(shè)計(jì)理念 112.2三點(diǎn)彎曲測試裝置的整體設(shè)計(jì)方案 112.3三點(diǎn)彎曲測試的基本理論 122.4三點(diǎn)彎曲測試儀的工作原理及結(jié)構(gòu)組成 15第3章彎曲測試裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 173.1電機(jī)的選型計(jì)算 173.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 183.3鏈傳動(dòng)計(jì)算 213.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)計(jì)算 233.5導(dǎo)軌的選型計(jì)算 273.6絲杠的選型計(jì)算： 273.7強(qiáng)酸環(huán)境密封盒設(shè)計(jì) 27第4章三點(diǎn)彎曲測試裝置的性能測試與校準(zhǔn) 293.1三點(diǎn)彎曲測試儀位移輸出特性的描述及力傳感器的標(biāo)定 293.1.1輸出特性試驗(yàn) 293.1.2力傳感器標(biāo)定 303.2三點(diǎn)彎曲測試裝置的誤差分析 313.3三點(diǎn)彎曲測試裝置的校準(zhǔn)方法 32總結(jié) 34參考文獻(xiàn) 35致謝 36

第1章緒論1.1研究背景及意義材料科學(xué)是人類科學(xué)發(fā)展的基石，無論是航天技術(shù)還是微觀納米材料技術(shù)，離不開材料科學(xué)的支撐。隨著新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)，材料性能測試技術(shù)逐漸成為衡量這些產(chǎn)品的可用性和服務(wù)性能的重要手段。材料力學(xué)測試技術(shù)是最重要的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料的使用也越來越多樣化，使用條件也越來越復(fù)雜，造成材料的失效不僅十分復(fù)雜，材料的破壞所造成的危害也往往十分沉重。這些痛苦的后果的根源是缺乏測試能力所使用的材料。圖1.1所示為某些典型材料及其制成品在實(shí)際工作環(huán)境下的宏觀失效形式以及可能造成這些失效的微觀力學(xué)行為。圖1.1材料在實(shí)際工作環(huán)境下失效的宏觀表現(xiàn)及微觀力學(xué)行為由此可見，斷裂破壞機(jī)理深入研究材料和產(chǎn)品在各種載荷、物理場、微觀力學(xué)行為方面的材料，探索在實(shí)際工作條件下材料在各個(gè)領(lǐng)域隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，具有十分重要的意義。為了獲得彈性模量、剪切模量、抗彎強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)，采用傳統(tǒng)的材料力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)獲得了失效模式。然而，在服務(wù)條件下，材料及其制品的環(huán)境更為復(fù)雜，其可靠性和耐久性也會(huì)受到不同程度的影響。隨著材料力學(xué)性能研究的不斷深入，傳統(tǒng)的單載荷測試技術(shù)已不能滿足材料科學(xué)和技術(shù)的要求。因此，開發(fā)復(fù)雜環(huán)境下材料力學(xué)性能測試儀器具有重要意義。研究結(jié)果為復(fù)雜環(huán)境下的力學(xué)性能研究提供了重要的科學(xué)依據(jù)，為今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、壽命預(yù)測和可靠性評估等方面，將開創(chuàng)整個(gè)材料科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元。在日常生產(chǎn)和檢驗(yàn)過程中，材料、部件和設(shè)備經(jīng)常在彎曲條件下工作。例如，作為列車橋吊梁橋、鏜桿和微懸臂橋的機(jī)械試驗(yàn)等。研究這些材料的力學(xué)性能和微觀變形、損傷和斷裂機(jī)制是非常重要的。然而，機(jī)械化的材料測試設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，如拉伸，三點(diǎn)彎曲，扭轉(zhuǎn)等測試設(shè)備只有測試功能的一般環(huán)境，在復(fù)雜的環(huán)境中沒有加載功能。在正常使用條件下，材料的精度和可靠性難以保證。因此，基于上述問題，有必要通過合理布置空間和結(jié)構(gòu)的兼容性來研究和開發(fā)復(fù)雜的環(huán)境試驗(yàn)儀器。通過各種功能的實(shí)現(xiàn)，結(jié)合力學(xué)、材料科學(xué)、控制科學(xué)等諸多技術(shù)，對所提出的理論進(jìn)行了檢驗(yàn)和驗(yàn)證，為材料科學(xué)的未來提供了重要的支持。綜上所述，本文的研究重點(diǎn)是研制、開發(fā)一臺(tái)三點(diǎn)彎曲與強(qiáng)酸耦合場下材料力學(xué)性能測試儀，在三點(diǎn)彎曲測試的基礎(chǔ)上，具體進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、夾具設(shè)計(jì)及強(qiáng)酸環(huán)境密封盒設(shè)計(jì)。產(chǎn)品用途為開展材料在強(qiáng)酸條件下三點(diǎn)彎曲材料力學(xué)性能參數(shù)的測試。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1材料測試技術(shù)的發(fā)展綜述在工業(yè)發(fā)展的初期，為了研究材料的基本力學(xué)性能，研制了早期機(jī)械拉伸試驗(yàn)機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，拉伸試驗(yàn)機(jī)的加載方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的機(jī)械式向液壓式、電子式加載方向發(fā)展。的機(jī)械負(fù)載的驅(qū)動(dòng)原理主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過減速器帶動(dòng)絲杠加載；液壓控制液壓加載系統(tǒng)采用伺服電機(jī)和減速器；電子調(diào)速控制系統(tǒng)，與機(jī)械負(fù)荷、過流、過壓、過載保護(hù)功能。后來發(fā)現(xiàn)，某些材料的失效不僅是由剪切應(yīng)力引起的拉伸正應(yīng)力的結(jié)果，也是材料失效的主要原因，材料力學(xué)性能試驗(yàn)方法也逐漸增多。由于材料內(nèi)部六自由度應(yīng)力應(yīng)變的變化，不同的自由度逐漸出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)、彎曲和剪切的試驗(yàn)方法。這些方法的出現(xiàn)使材料在不同載荷下的性能參數(shù)更加完善，并且發(fā)現(xiàn)不同載荷下的失效模式也不同。1.2.2三點(diǎn)彎曲測試儀現(xiàn)狀傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)一般是在萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。標(biāo)準(zhǔn)樣品被放置在測試的一定跨度的支持。根據(jù)被測零件的塑性不同，試驗(yàn)件可分為脆性材料和塑性材料。對于脆性材料，通過三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，彎曲彈性模量，可以測定規(guī)定非比例的彎曲應(yīng)力，殘余彎曲應(yīng)力和彎曲強(qiáng)度和斷裂參數(shù)如彎曲變形；試驗(yàn)失敗不能使塑料材料好，所以沒有測量塑料材料的彎曲斷裂強(qiáng)度和撓度。但通過在彎曲過程中的性能測試，塑料可以比較不同的材料，經(jīng)過測試，該彎曲試樣外表面可以檢查是否完好，有無裂紋、裂縫、裂紋和斷裂的評價(jià)，還可以檢查是否有其他缺陷的試驗(yàn)，如橫向和縱向裂縫，剝落，剝落或折疊等。由于三點(diǎn)彎曲載荷更符合實(shí)際工作條件下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和功能部件在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，所以常采用彎曲試驗(yàn)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，萬能試驗(yàn)機(jī)可分為機(jī)械萬能試驗(yàn)機(jī)、液壓萬能試驗(yàn)機(jī)和電子萬能試驗(yàn)機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，材料更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，工作環(huán)境變得更為復(fù)雜，在原有對萬能試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)機(jī)的功能，具有特殊的功能，可以在高溫度、工作溫度低，高壓力，高速度和復(fù)雜的條件。國外傳統(tǒng)萬能試驗(yàn)機(jī)的生產(chǎn)廠家，早期的有東德國營萊比錫材料試驗(yàn)機(jī)廠；中期的主要有日本島津公司、美國美斯特公司；近期的有美國英斯特朗公司、德國茲維克公司等。國內(nèi)的試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家主要有長春機(jī)械科學(xué)研究院、上海華龍測試儀器有限公司、上海德杰儀器設(shè)備有限公司、上海中晨數(shù)字技術(shù)有限公司、濟(jì)南科匯試驗(yàn)設(shè)備有限公司等。圖1.2為傳統(tǒng)萬能試驗(yàn)機(jī)的類別。圖1.2萬能試驗(yàn)機(jī)的分類1.3本文主要研究內(nèi)容根據(jù)三點(diǎn)彎曲以上研究現(xiàn)狀，本文提出了一三點(diǎn)彎曲和材料力學(xué)性能測試裝置的強(qiáng)耦合場；在加載過程中進(jìn)行分析，通過框架彈性撓度測試環(huán)的陰影引起的測量誤差，并提出了相應(yīng)的校正公式。本文的主要研究內(nèi)容可分為以下幾個(gè)方面：(1)從材料力學(xué)基本原理出發(fā)，對彎曲載荷進(jìn)行了理論計(jì)算及測試方法的的研究，結(jié)合TBT和MCFT等相關(guān)力學(xué)原理，提出了材料內(nèi)部任意截面彎曲載荷的應(yīng)力模型。(2)結(jié)合力學(xué)性能測試的基本要求，本文研制了一臺(tái)整體尺寸小，輸出載荷大，開展材料在強(qiáng)酸條件下三點(diǎn)彎曲材料力學(xué)性能參數(shù)的測試裝置；并對文中所提裝置的結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵零部件的靜動(dòng)態(tài)性能、裝置的輸出特性、以及電控系統(tǒng)等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。(3)文中分析了在加載力的作用下，由測試系統(tǒng)的變形對被測試件撓度的測量帶來的誤差，并提出了撓度校準(zhǔn)的算法，對該裝置所測得的撓度值進(jìn)行了修正，同時(shí)采用試驗(yàn)的方法對所提出的校準(zhǔn)算法進(jìn)行驗(yàn)證，以論證該校準(zhǔn)算法的正確性和普遍性。

第2章三點(diǎn)彎曲測試裝置的設(shè)計(jì)分析本章以三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)樣機(jī)的宏觀尺寸為研究對象，對試驗(yàn)裝置進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了試驗(yàn)裝置關(guān)鍵部件的靜、動(dòng)態(tài)性能。2.1彎曲測試儀器設(shè)計(jì)理念彎曲試驗(yàn)設(shè)備的設(shè)計(jì)理念應(yīng)滿足高質(zhì)量、低成本和核心競爭力的基本要求。高質(zhì)量是指彎曲試驗(yàn)裝置可以具有穩(wěn)定性的重要因素，在彎曲試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性，穩(wěn)定性試驗(yàn)誤差必須說在同樣的環(huán)境下同樣的材料滿足波動(dòng)的允許范圍內(nèi)，通過對相同材料的重復(fù)彎曲試驗(yàn)曲線反復(fù)試驗(yàn)可以確定它們是否滿足穩(wěn)定性要求。準(zhǔn)確地反映彎曲試驗(yàn)裝置的精度，包括傳動(dòng)部件的精度、力傳感器的分辨率和控制單元的檢測精度。材料力學(xué)性能參數(shù)的測定精度彎曲試驗(yàn)裝置試驗(yàn)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)與相關(guān)機(jī)構(gòu)國家認(rèn)可的，如果結(jié)果之間的差異，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的材料力學(xué)測試，你可以確定它是否滿足精度要求。低成本是指避免復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，減少不必要的代理成本；合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定了檢驗(yàn)理論和有限元的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的最優(yōu)尺寸，避免由于彎曲試驗(yàn)裝置過負(fù)荷故障，降低材料的使用成本；以滿足精度要求，避免差在傳感器的精度和精密機(jī)械。核心競爭力是指儀器設(shè)計(jì)中的相應(yīng)特點(diǎn)和創(chuàng)新。為了滿足上述要求，也滿足市場需求，滿足當(dāng)今科技發(fā)展的需要。最后，還要考慮函數(shù)展開和形狀設(shè)計(jì)。基于以上思路，本文設(shè)計(jì)了多載荷試驗(yàn)機(jī)彎曲試驗(yàn)裝置。2.2三點(diǎn)彎曲測試裝置的整體設(shè)計(jì)方案本文研制的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置的主要功能是在強(qiáng)酸性環(huán)境下獲得樣品材料的三點(diǎn)彎曲力學(xué)性能。這就要求測試設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)要緊湊，體積小，重量輕，同時(shí)需要保證負(fù)載，酸不能泄漏，不能溢出。該試驗(yàn)裝置的輸出負(fù)載大、加載速率范圍寬，滿足了試驗(yàn)要求不同的操作條件下的樣品的不同需求，采用伺服電機(jī)，齒輪傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，蝸桿的減速比大，通過滾珠絲杠三點(diǎn)彎曲載荷的標(biāo)本。首先，伺服電機(jī)具有較大的減速比，蝸輪蝸桿減速器可以實(shí)現(xiàn)較大的輸出載荷，同時(shí)，通過滾珠絲杠，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為最終的直線運(yùn)動(dòng)，還可以使該測試裝置的加載速率達(dá)到1μm/s，更接近于靜態(tài)加載。這種設(shè)計(jì)方案除了具有以上所述的優(yōu)點(diǎn)之外，還可以通過蝸輪蝸桿實(shí)現(xiàn)自鎖，該功能對于試件在加載過程中，遇到感興趣的現(xiàn)象時(shí)，可以通過自鎖對試件進(jìn)行保載，之后獲取高精度的掃描圖像。為了盡可能的減小由于加載和負(fù)載力線的不重和而產(chǎn)生的傾覆力矩對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，文中采用了雙絲杠的設(shè)計(jì)方案，采用兩根平行的滾珠絲杠，通過置于其中間的絲杠螺母對樣本試件進(jìn)行加載。2.3三點(diǎn)彎曲測試的基本理論通常情況下，材料的橫截平面最多受到六個(gè)應(yīng)力作用，如圖2.2所示兩個(gè)剪力Vy、Vz，兩個(gè)彎矩My、Mz，軸向力N和扭矩T。不同的材料性能測方法對被測試樣施加的載荷也表現(xiàn)不同，如拉伸測試只會(huì)對材料的截面產(chǎn)生正應(yīng)力N的作用，扭轉(zhuǎn)測試會(huì)對材料的表面和內(nèi)部產(chǎn)生剪切力T，同時(shí)會(huì)對試件內(nèi)部截面施加一個(gè)正應(yīng)力。其中平面彎曲在截面上的作用力只有Fq和Mz圖2.2理想截面應(yīng)力圖在實(shí)際工程應(yīng)用中，有許多零部件（如車橋、車橋等）。因此，有必要采用彎曲試驗(yàn)方法來測試材料的彎曲性能。三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)是將試樣的圓形或矩形截面放在彎曲裝置上，調(diào)整跨度，然后在彎曲試驗(yàn)中加載試樣直到指定的彎曲角或斷裂為止。下面是一個(gè)矩形截面（梁杰茍）為例，描述三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的基本原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以假設(shè)，在原截面彎曲變形前的平面，垂直于軸線的平面內(nèi)彎曲變形后仍然，仍然彎曲梁的變形，這是平面彎曲變形的假定。為了把抽象問題形象化，我們可以設(shè)想梁是由無數(shù)層縱向纖維組成的。在發(fā)生彎曲變形后，例如發(fā)生了如圖2.2所示的下凸彎曲。圖2.2梁的彎曲示意圖這將不可避免地導(dǎo)致纖維伸長附近的底部，纖維縮短附近的頂面。根據(jù)前面提到的平面假設(shè)，橫截面保持平面，所以高度沿橫截面的纖維伸長逐漸縮短纖維的底面，所以必須有一個(gè)中間層的纖維長度保持不變，這一層稱為中性層的纖維。中性層與橫截面的交點(diǎn)稱為中性軸。顯然，中性軸的橫截面分為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)被拉伸的區(qū)域，另一個(gè)區(qū)域接收壓縮，使每個(gè)截面在彎曲過程中形成圍繞中性軸的旋轉(zhuǎn)。下圖為三點(diǎn)彎曲加載的理論模型：圖2.3三點(diǎn)彎曲加載的理論模型圖三點(diǎn)彎曲梁在加載時(shí)，中性層以上纖維受壓、以下纖維受拉，理論上橫截面上正應(yīng)力沿梁高呈線性分布，即σ=式中，Iz為橫截面對形心軸z軸的慣性矩，y為截面計(jì)算點(diǎn)的y軸坐標(biāo)值，Mx為圖中所示梁的彎矩圖確定的作用于距加載點(diǎn)M梁危險(xiǎn)點(diǎn)的最大正應(yīng)力應(yīng)力σ=三點(diǎn)彎曲力學(xué)性能指標(biāo)的計(jì)算方法:在進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)時(shí)，試樣斷面上的應(yīng)力分布是不均勻的，其中表面應(yīng)力最大，中心應(yīng)力為零，這樣就可以比較靈敏地反映出材料的表面缺陷情況，以此來檢查被測試件表面質(zhì)量。此外，彎曲試驗(yàn)也可以測定脆性材料以及低塑性材料的一項(xiàng)或多項(xiàng)彎曲力學(xué)性能指標(biāo)，如彎曲彈性模量Eb、抗彎強(qiáng)度σbb、斷裂撓度1、彎曲彈性模量E在傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲測試過程中，施加在試件中點(diǎn)的載荷F由力傳感器直接測得，用撓度計(jì)測量跨距中點(diǎn)處的撓度，然后對試樣連續(xù)施加彎曲力，所得的曲線如圖2.3所示。圖2.3彎曲測試中的載荷-撓度曲線示意圖對于矩形試件來講，EI=其中，Ls為三點(diǎn)彎曲測試中的跨距；b、h2、抗彎強(qiáng)度σbb、斷裂撓度將試樣對稱地安放于彎曲試驗(yàn)裝置上，對試樣連續(xù)施加彎曲力，直至試樣斷裂。從記錄的載荷-撓度曲線上讀取最大的彎曲力Fbb,按照公式計(jì)算抗彎強(qiáng)度σσW=在測試過程中，斷裂瞬間跨距中點(diǎn)的撓度即為斷裂撓度fbb2.4三點(diǎn)彎曲測試儀的工作原理及結(jié)構(gòu)組成該測試儀器主要由精密驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)及執(zhí)行單元、信號控制及檢測單元組成。測試儀的整體尺寸為：475mm×343mm×546mm，最大輸出載荷為1000N，載荷的分辨率小于10mN,撓度的分辨率小于10μm。其中，驅(qū)動(dòng)單元以及傳動(dòng)單元主要由直流伺服電機(jī)、彈性聯(lián)軸器、一級齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及滾珠絲杠等部分組成。文中將直流伺服電機(jī)置于儀器的側(cè)面，蝸輪蝸桿的減速比均40：1，這種大減速比利用減速增扭的原理可滿足文中提到的1000N的輸出載荷；同時(shí)結(jié)合導(dǎo)程為2mm的精密滾珠絲杠，還可實(shí)現(xiàn)1μm/s甚至更小的加載速率，通過調(diào)整伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，該測試儀對試件的加載速率范圍為1μm/s-100μm/s，可以滿足不同速率的加載和卸載需求。借助于蝸輪蝸桿的自鎖功能，該測試儀可以通過保載的方式對試樣進(jìn)行觀測。為盡量減小在三點(diǎn)彎曲測試過程中，由于加載力線和負(fù)載力線不重和引入的傾覆力矩對測試精度造成的影響，文中將兩根滾珠絲杠平行布置，這樣可以使得與壓頭聯(lián)接的螺母塊的中心和滾珠絲杠的中心重合，盡可能的減小了傾覆力矩帶來的測量誤差。力傳感器和與電機(jī)聯(lián)接的光電編碼器組成該測試儀的檢測單元。力傳感器（韓國SM609-A）與壓頭通過螺紋連接，直接測得加載過程中的加載載荷；光電編碼器檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，通過總減速比和絲杠的導(dǎo)程間接測得試樣的撓度。測試儀的控制系統(tǒng)如圖2.5所示，包括PC機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，A/D采集卡等部分組成。PC機(jī)發(fā)出指令控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，繼而控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)把編碼器反饋的信號通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器傳給PC機(jī)形成半閉環(huán)控制。圖2.5三點(diǎn)彎曲測試儀控制原理示意圖

第3章彎曲測試裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎曲測試裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要分為驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)單元、信號傳遞和檢測單元三個(gè)部分組成。驅(qū)動(dòng)單元是由安川電機(jī)SGMJV-01ADA61配合安川自帶減速器APEX輸出扭矩.彎曲電機(jī)與減速器螺栓連接，通過電機(jī)支座固定在底板上，減速器與聯(lián)軸器鍵連接，將彎曲電機(jī)輸出的扭矩傳遞到傳動(dòng)模塊。傳動(dòng)單元包括THK-EK型絲杠模組、THK-BNK導(dǎo)軌、支撐板、螺母塊和壓頭。絲杠模組通過聯(lián)軸器將電機(jī)輸出的扭矩轉(zhuǎn)變?yōu)榱兀浜蠈?dǎo)軌推動(dòng)支撐板的運(yùn)動(dòng)傳遞給壓頭。實(shí)現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閴侯^的直線運(yùn)動(dòng)。信號檢測單元主要包括電機(jī)自帶的光電編碼器采集信號和力傳感器采集信號。裝置的功能原理是電機(jī)輸出扭矩，通過聯(lián)軸器與絲杠模組連接將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成x軸方向直線運(yùn)動(dòng)，并在支撐板另一邊將力傳感器和壓頭螺紋連接，最后由壓頭對試件施加載荷完成被測試件的撓度和載荷的測量。3.1電機(jī)的選型計(jì)算（1）電機(jī)功率PmPFi是壓頭施加的彎曲力（N），v為彎曲加載速度m/s，ηt為總效率，其中ηt=η1?η2?η3?η4?η5?η6，η1為減速器效率，η2為聯(lián)軸器效率，η3P（2）電機(jī)轉(zhuǎn)速n計(jì)算：由于減速器減速比為100，因此最小電機(jī)轉(zhuǎn)速：n最大電機(jī)轉(zhuǎn)速：n（3）電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出計(jì)算：絲桿輸出的轉(zhuǎn)矩：M絲杠輸出的扭矩為0.663N·m,由于減速器減速比為100，電機(jī)輸出的扭矩為0.00663N·m。綜上，選取的電機(jī)型號為額定功率100W、額定轉(zhuǎn)速為3000r/min、額定轉(zhuǎn)矩為0.318N·m、安川SGMJV-01ADA61。3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1）選擇齒輪類型，材料及精度等級①根據(jù)傳動(dòng)方案及設(shè)計(jì)要求可初選為直齒圓柱齒輪②根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表6-19因?yàn)檩d荷小，且要求，所以可以選用8級精度。③查參考文獻(xiàn)[1]表10-1選小齒輪材料為40C（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為241~286HBS，取270HBS。大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為217~255HBS，取230HBS。根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]P192的要求，大，小齒輪均屬軟齒面，二者硬度差為30~50HBS，（此處相40HBS）。④齒面粗糙度查參考文獻(xiàn)[4]表5-6，得⑤確定齒數(shù)取小齒輪齒數(shù)為=25，傳動(dòng)比為，則大齒輪齒數(shù)為=（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[2]進(jìn)行試算，即[1]確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值①試選載荷系數(shù)Kt=1.2②計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩③查參考文獻(xiàn)[2]表10-7選取齒寬系數(shù)=1④查參考文獻(xiàn)[2]表10-6的材料彈性影響系數(shù)=189.8⑤查參考文獻(xiàn)[2]圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限同理，小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限⑥查參考文獻(xiàn)[2]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：=/=3.341/4=0.835⑦查參考文獻(xiàn)[2]圖10-19，選取接觸疲勞系數(shù)⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力齒輪和一般工業(yè)齒輪按一般可靠度要求，選安全系數(shù)S=1，失效概率為1%。查參考文獻(xiàn)[2]得[2]計(jì)算①試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值即注：齒數(shù)比u與傳動(dòng)比i相等②計(jì)算圓周速度v，滿足第（1）②中的要求。③計(jì)算齒寬b④計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mt=齒頂高h(yuǎn)a=mt=1.619mm齒根高h(yuǎn)f=1.25mt=1.25×1.619=2.024mm齒全高h(yuǎn)=ha+hf=2.25mt=3.643mm齒寬與齒高之比b/h=40.468/3.643=11.108⑤計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級精度，查參考文獻(xiàn)[2]圖10-8得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.09;查參考文獻(xiàn)[2]表10-3得直齒輪齒間載荷分配系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]表10-2得使用系數(shù)；查參考文獻(xiàn)[2]表10-4，用插值法查8級精度小齒輪相對支承對稱不知，接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù);查參考文獻(xiàn)[2]圖10-13，根據(jù)b/h=11.108，得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)K=Kv1×1.09×1×1.343=1.464⑥按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，查參考文獻(xiàn)[2]得⑦計(jì)算模數(shù)(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)查參考文獻(xiàn)[2]得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：①確定公式內(nèi)的各計(jì)算值查參考文獻(xiàn)[2]圖10-20c得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。查參考文獻(xiàn)[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù);計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力按一般可靠度選取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3查參考文獻(xiàn)[2]得：計(jì)算載荷系數(shù)KK=Kv1×1.09×1×1.295=1.412查參考文獻(xiàn)[2]表10-5,取齒型系數(shù);;應(yīng)力校正系數(shù),.計(jì)算大，小齒輪的/并加以比較/=2.62×1.59/332.308=0.01254;/=2.18×1.79/263.077=0.01483.大齒輪數(shù)值大，取大值。②設(shè)計(jì)計(jì)算==1.262mm③分析對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的是的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.262并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度原直徑d1=43.241mm,算出小齒輪的齒數(shù)：;小齒輪的齒數(shù)：。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。（4）幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算分度圓直徑：d1=z1m=29×1.5=43.5mm;d2=z2m=116×1.5=174mm.②計(jì)算中心距：a=d1+d2/2=43.5+174/2mm=108.75mm.③計(jì)算齒輪寬度：b=d1=1×43.5=43.5mm;為補(bǔ)償齒輪軸向未知誤差，應(yīng)該使小齒輪寬度大于大齒輪寬度，一般b1=b+(5~10)mm,所以此處=43.5mm;=48.5mm。3.3鏈傳動(dòng)計(jì)算根據(jù)i=Z3/Z2’=2.65,取Z2=25，則Z3=i23z2’=25*2.65=66.25,取Z3=66確定鏈節(jié)距P=PⅠ=2.77Kw，查得工礦系數(shù)KA=1.0，小鏈輪齒數(shù)KZ=0.74，多排鏈系數(shù)KP=1.75，代入上式得=1.17Kw根據(jù)1.17Kw，及n=271.2r/min，選定鏈輪型號為08A，節(jié)距為12.7mm，驗(yàn)算鏈速=1.43m/s<15m/s鏈速適宜計(jì)算鏈節(jié)數(shù)與實(shí)際中心距初定為40p鏈節(jié)數(shù)=126取鏈節(jié)為126節(jié)實(shí)際中心距=504.35計(jì)算對軸的作用力取Kq=1.25，=2421.2N計(jì)算鏈輪的主要幾何尺寸分度圓直徑3.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)計(jì)算蝸桿的設(shè)計(jì)選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù)GB/T10085-1988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI).選擇材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大,速度只是中等,故蝸桿用45鋼;因希望效率要高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45-55HRC.蝸輪用鑄錫磷青銅,金屬模鑄造.為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.由參考文獻(xiàn)1中式(11-12)計(jì)算傳動(dòng)中心矩:根據(jù)書中表11-1，取蝸輪上的轉(zhuǎn)矩確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)；由參考文獻(xiàn)1中表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)；則：確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故。確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值為0.35，從圖參考文獻(xiàn)1圖11-18中可查得。確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可以從文獻(xiàn)1表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)則=·=0.61×268=163.48計(jì)算中心距取a=125mm，因i=11.4，故從文獻(xiàn)1中表11-2中取模數(shù)m=5mm，蝸桿的分度圓直徑d1=50mm。這時(shí)d1/a為0.4，從文獻(xiàn)1中圖11-18中可查得接觸系數(shù)，因?yàn)?，因此以上結(jié)果可用。蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸軸向齒距直徑系數(shù)分度圓直徑d1=50mm齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓導(dǎo)程角蝸桿軸向齒厚蝸桿尺寬=91蝸輪的設(shè)計(jì)蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸蝸輪的齒數(shù)Z2=41；變位系數(shù)X2=-0.5；驗(yàn)算傳動(dòng)比這時(shí)傳動(dòng)比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑蝸輪尺寬B=40校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)X2=-0.5，ZV2=43.48，從參考文獻(xiàn)1中圖11-19中可以查得齒形系數(shù)YFa2=2.87。螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力從文獻(xiàn)1表11-8中查得由制造的蝸輪的基本許用應(yīng)力。壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度是滿足的。驗(yàn)算效率已知；；與相對滑動(dòng)速度VS有關(guān)。從參考文獻(xiàn)1表11-18中用插入值法查得，；代入式中求得，大于原估計(jì)值，因此不用重算。熱平衡計(jì)算散熱面積A取傳熱系數(shù)，取，從而可以計(jì)算出箱體工作溫度因?yàn)?，所以符合要求?.5導(dǎo)軌的選型計(jì)算導(dǎo)軌的選擇主要應(yīng)考慮導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過程的負(fù)載狀況，根據(jù)導(dǎo)軌的負(fù)荷能力，計(jì)算得出其使用壽命。導(dǎo)軌的安全系數(shù)決定其負(fù)荷能力,其中安全系數(shù)的計(jì)算公式：f式中：fs是靜安全系數(shù)，C0是基本額定靜載荷(N)，P是工作負(fù)荷(N)。由于彎曲裝置試驗(yàn)過程會(huì)伴隨振動(dòng)產(chǎn)生，所以導(dǎo)軌應(yīng)具有抗震功能，因此它的靜安全系數(shù)取1.0到3.0之間。本文彎曲裝置的靜安全系數(shù)的下限為2.5，由表3.1可知，導(dǎo)軌的基本額定靜載荷應(yīng)大于39.9N。因此選用THK公司SR導(dǎo)軌型號為SSR25XV1UU+110LY，基本額定靜載荷0C=22.5KN，基本額定動(dòng)載荷表3.1導(dǎo)軌承受各個(gè)部件質(zhì)量計(jì)算部件工作臺(tái)滑塊壓頭力傳感器總質(zhì)量質(zhì)量（kg）10.094.60.27115.963.6絲杠的選型計(jì)算：絲杠輸出轉(zhuǎn)矩通過公式3.4計(jì)算得到結(jié)果，因此選用的絲杠型號為THK/BNK1002-3RRG0+143LC5Y。其中絲杠導(dǎo)程Ph=2，絲杠進(jìn)給效率0.973.7強(qiáng)酸環(huán)境密封盒設(shè)計(jì)為了使樣件在強(qiáng)酸環(huán)境下做三點(diǎn)彎曲測試需要一個(gè)密封盒，密封盒中盛放強(qiáng)酸溶液，要求在進(jìn)行加載時(shí)，酸液不能滲出，不能重新溢出。根據(jù)設(shè)計(jì)要求將密封盒設(shè)計(jì)成分體式，密封盒下部里面安裝支撐頭，上部盒蓋隨壓頭一起動(dòng)作。盒蓋和盒體間有配合接口，可以保證在加載時(shí)酸液不會(huì)滲出。同時(shí)在密封盒底部加排液口,方便廢液清理。如下圖所示：

第4章三點(diǎn)彎曲測試裝置的性能測試與校準(zhǔn)本文對該三點(diǎn)彎曲測試裝置的輸出終端開展了位移跟隨性測量實(shí)驗(yàn)，以及傳感器的校準(zhǔn)工作；同時(shí)由于該裝置的輸出載荷較大，整體的結(jié)構(gòu)尺寸相對緊湊，故在撓度測量方面存在一定的誤差。文中提出了撓度校準(zhǔn)的算法，對該裝置所測得的撓度值進(jìn)行了修正，同時(shí)采用試驗(yàn)的方法對所提出的校準(zhǔn)算法進(jìn)行驗(yàn)證，以論證該校準(zhǔn)算法的正確性和普遍性。3.1三點(diǎn)彎曲測試儀位移輸出特性的描述及力傳感器的標(biāo)定3.1.1輸出特性試驗(yàn)文中所提的三點(diǎn)彎曲測試儀在測試過程中，被測試件的撓度是由與電機(jī)軸相聯(lián)接的光電編碼器，通過檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)合測試裝置的總減速比以及滾珠絲杠的導(dǎo)程，間接測得的。由于該測試裝置包含兩級蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，在運(yùn)動(dòng)過程中，整個(gè)傳動(dòng)鏈的間隙有可能對測得的撓度有一定的影響，因此，對該測試裝置的輸出端開展跟隨性試驗(yàn)是非常有必要的。將三點(diǎn)彎曲測試裝置水平置于試驗(yàn)臺(tái)上，在加載壓頭的上方粘貼一個(gè)L型零件，并在L型零件垂直于壓頭的面上粘貼一塊表面已被磨成鏡面的硅片，利用激光位移傳感器測頭對輸出端位移進(jìn)行精確測量，整個(gè)測試過程是在空載狀態(tài)下進(jìn)行的。在試驗(yàn)過程中，利用非接觸式激光測微儀（KEYENCE,LK-G10）對加載過程當(dāng)中，輸出末端加載壓頭的位移輸出進(jìn)行測量。通過將利用光電編碼器間接測得的輸出端位移與利用非接觸式激光測微儀測得的輸出位移作對比，來進(jìn)一步評估該測試裝置中傳動(dòng)鏈對用編碼器測得的輸出端位移帶來的影響。圖3.1所示為加載速率為2μm/s時(shí)，輸出端的位移和編碼器間接測量位移的對比圖。圖3.1利用光電編碼器和激光測微儀分別測得的輸出端位移對比圖由圖3.1可以看出，在加載進(jìn)程中，由光電編碼器間接測得的輸出端位移與輸出端的真實(shí)位移（由激光測微儀測得的位移）比較接近，在回程的過程中，光電編碼器測得的位移普遍偏小，引起這種現(xiàn)象的原因是在電機(jī)反轉(zhuǎn)的過程中，由于傳動(dòng)間隙的存在，導(dǎo)致輸出端相對滯后，最大差值約為7μm。在下文對被測試件的撓度進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，用到的主要是加載行程過程中的一段曲線，故而對校準(zhǔn)公式的準(zhǔn)確性影響不大。3.1.2力傳感器標(biāo)定文中所提的三點(diǎn)彎曲測試裝置的主要功能之一就是獲取精確的載荷-撓度曲線。試驗(yàn)過程中的載荷大小是由商業(yè)化的稱重傳感器（SM609-A）直接測得的，最大載荷為1000N。本文利用商業(yè)化的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)對該稱重傳感器進(jìn)行標(biāo)定。在試驗(yàn)過程中，首先對該稱重傳感器進(jìn)行3次滿量程的加載、卸載，之后選取10個(gè)采樣點(diǎn)，并且記錄當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的示數(shù)在采樣點(diǎn)附近時(shí)，被測稱重傳感器的輸出端經(jīng)放大器放大之后的電壓信號。測試結(jié)果如圖3.2所示，將測得的載荷-電壓數(shù)值進(jìn)行線性擬合，獲取的載荷-電壓關(guān)系方程為F=197.8X-47.285,線性相關(guān)系數(shù)R2為0.9962。其中，F(xiàn)為采樣點(diǎn)力值大小，X圖3.2力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)及結(jié)果3.2三點(diǎn)彎曲測試裝置的誤差分析在三點(diǎn)彎曲測試裝置對試件進(jìn)行測試的過程中，載荷信號是由力傳感器（韓國SM609-A）直接測得的，在上一節(jié)中已對該力傳感器進(jìn)行了標(biāo)定；撓度是由與電機(jī)軸相聯(lián)的光電編碼器借助裝置的總傳動(dòng)比和導(dǎo)程的換算，間接測得。具體的換算公式如下方程所示：y=δ×nδ=其中：y表示樣件的撓度，δ和n分別代表脈沖當(dāng)量和電機(jī)所走過的脈沖數(shù)，l表示裝置中采用的滾珠絲杠的導(dǎo)程，p表示伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周所需要的脈沖數(shù)，i表示該三點(diǎn)彎曲測試裝置的總傳動(dòng)比。在本文中，l、p和i的設(shè)計(jì)值分別為1mm，2048和1600。由圖2.4可以看到，該三點(diǎn)彎曲測試裝置所測得的撓度值實(shí)際上是與力傳感器相聯(lián)接的螺母聯(lián)接塊的位移y1，而不是樣件的真實(shí)撓度值y0。撓度的測量值與撓度的真實(shí)值之間存在的誤差主要是由力傳感器、彎曲壓頭以及彎曲支撐頭在加載過程中的變形所引起的，圖圖3.3三點(diǎn)彎曲測試裝置誤差分析原理示意圖其中y0表示被測試件的真實(shí)撓度值，y1表示裝置直接測量的撓度值（螺母連接塊的位移），y2圖3.3中，由于力傳感器和彎曲壓頭串聯(lián)，故統(tǒng)一由彎曲壓頭來示意。由圖3.3可以得出：y其中，K1、K2分別表示彎曲壓頭和支撐頭的剛度。F表示在三點(diǎn)彎曲加載過程中的實(shí)時(shí)載荷大小。文中設(shè)定C=1K1+12Ky其中，C可視為整體機(jī)架的柔度。3.3三點(diǎn)彎曲測試裝置的校準(zhǔn)方法由方程（3-4）可知，只要測得機(jī)架柔度C值，就可以通過該三點(diǎn)彎曲裝置測得的撓度值y1，計(jì)算出被測試件的真實(shí)撓度y0由三點(diǎn)彎曲計(jì)算材料彈性模量的公式如方程（3-5）所示：E=其中：l表示三點(diǎn)彎曲測試的跨距，b和h分別表示被測試樣的寬度和厚度，E表示被測試樣的彈性模量。根據(jù)方程（3-4）所示，當(dāng)被測試件處于彈性階段的過程中，F(xiàn)其中：?F?y1結(jié)合方程（3-4至3-6），計(jì)算彈性模量的方程可作如下描述：E=由方程（3-7）可以看到，對于尺寸已知的試樣來講，l34bh3是個(gè)定量，F(xiàn)-y1曲線可以由文中所提到的裝置直接測得，從而可以計(jì)算出?y1

總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的自動(dòng)洗盤機(jī)的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。經(jīng)歷了四個(gè)月的努力，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了?；貞涍@段