關於機械結構的論文

摘要：

大型工程中各種機械的力學參數對評測機器運行狀態，為操作人員提供了較為準確的信息，提升操作的精準度。目前的部分工程器械只能測量和顯示液壓系統中的部分參數，不能全面體現系統的狀態，對實際操作有不利影響。另外，大多數參數測量數據無法保存，給工程的回顧分析以及方案優化等帶來了困難。基於此，本文通過在線檢測傳感器實驗為例，研究了一套能夠在線檢測、顯示、保存機械結構力學參數的系統。

關鍵詞：

大型工程；機械結構；力學參數；在線檢測傳感器

隨着機械工程的發展和運用，較多的大型工程都離不開大型器械，人工操作時需要與機器開展交互，這就需要提前瞭解其運行狀態，機械儀表能夠較好地實時顯示機器運行狀態，但其顯示數據不全，無法記錄保存。因此，將計算機技術運用到工程機械在線檢測中，就能夠有效優化參數檢測、傳輸、保存流程。而檢測系統中，傳感器的精良程度是數據準確、精度高的來源，因此需要保證傳感器的良好運轉。

1、在線檢測傳感器

當前，大型工程機械的檢測和故障的維修診斷主要是針對液壓系統、傳動系統。通過在機械結構中的部分部位安裝傳感器就能夠有效獲取機器的運行狀態，不僅可以在機械發生故障時及時維修，避免停工帶來經濟損失，還可以通過分析參數的變化情況提前預知機械故障的發生，採取措施避免，或提前準備好維修的器材，縮短停工時間。主要的檢測數據有温度、壓力等物理數據，通過傳感器、信號轉換器將其變為電信號，然後使用放大器放大信號，再由計算機系統進行分析處理，最終傳達給器械的使用人員，使其獲悉機械的內部狀態。

2、特徵參數

在選擇參數時，需要注意參數的科學性、合理性和可實踐性，要儘量地全面體現工程機械工作狀態，並且測量難度不高，不會因為對測量環境要求過高導致數據的誤差過大，可以通過選擇多項參數綜合測評，可以允許部分利用率較低的數據信息，信息宂餘的成本較低時，能夠有效提升傳感器的測量有效性、經濟效益。另外，需要注意，參數的數量不能過多，過多的參數會導致控制電路比較複雜，不僅控制效果低，還會導致維修困難，成本也相應增大。例如，針對液壓系統，一般選擇壓力、流量和温度為參數，即可反應系統的運行狀態。另外，需要是實時參數，具有一定的預警作用，儘量不選擇滯後性過高的參數。

3、檢測原理

目前，主要通過鐵磁材料的壓磁效應進行應力測試，該方法具有簡單、快速的優點，能夠在各種惡劣環境中工作生效。這種方法主要運用的是壓磁效應，即改變磁感應強度B和磁場強度H，從而改變材料的磁性能，最終會有一部分能量轉化為彈性能，進而改變材料的ε和δ；反之，通過改變材料的ε和δ，也可以改變其B和H。但是普通的金屬材料，例如碳素鋼等，因為其機電耦合係數很低（一般在0．15到0．30之間），會造成其電壓變化與應力變化的相關契合度不高，進而導致測量數據不靈敏，因此需要尋找更加優秀的材料。我國通過運用非晶態合金在此方面的研究取得了一些進展，該材料的物理強度、化學性能都很優良，適合用於壓磁效應檢測。它能夠在高頻交變磁場中，保持靈敏的'電磁阻抗效應，從而為應力壓磁效應檢測提供基礎。

4、關鍵環節

在傳感器的工作流程中，參數的測量和轉換時關鍵環節，也是連接器械和用户的重要部分。在本次研究中，主要研究了機械應力傳感器和扭矩傳感器的關鍵環節，通過以下的模擬實驗分別研究了兩種測量模式。在本次研究中，進行了以下實驗：第一，首先將TM－M型的Fe基非晶態合金片制製作成為長方形狀，然後將勵磁線圈D和E纏繞。然後將其按照機械系統的手方向粘貼材料的表面，從而使其產生壓磁效應，出現電壓，最終將力學信號轉化為電信號。第二，首先將TM－M型的Fe基非晶態合金片制製作成為長方形狀然後進行退火處理。然後將其按照機械系統的手方向粘貼材料的表面，當出現應力後會導致磁導率變化，引起電壓變化，根據數值的變化獲取扭矩，這種測量模式還可以實現非基礎的應力測量，極大地拓展了傳感器的工作空間。

5、結束語

傳感器在工程機械結構中的運用要點就是合理準確選擇參數，然後精確的獲取參數，並將其轉化為計算機可識別的信號，最終由計算機處理分析，以自然語言呈獻給器械的操作或維護人員，參數是該模式中的核心，由此可見，未來提升參數的精度、降低參數測量成本和難度、提升參數信息利用率是傳感器發展的主要方向。通過本文的研究，我們總結了一種大型工程機械結構力學參數在線檢測傳感器實現的要點，希望能夠為工程機械操作提供借鑑意義。