高空升降车机械臂寿命评估模型分析,  增城高空升降车出租, 增城高空升降车租赁, 增城高空升降车公司  由机械臂筛选实验寿命预期模型中，机械臂长度L和筛选时间tp通常由实验人员人为选定。通常，试样机械臂长度L不少于1k，筛选时间tp通常为1s。进一步地，机械臂断裂概率F和每公里机械臂断裂次数p与制造工艺相关，早期机械臂断裂概率约为10-4，每公里机械臂断裂次数p约为0.01；近期机械臂断裂概率约为10-6，每公里机械臂断裂次数p约为0.0025。随着技术发展，对机械臂机械强度筛选试验分级要求做出了规定。筛选应力为机械臂在单位面积内受到的应力。对于直径D=0.125、横截面积A=π*0.1252/4=0.0122722的机械臂而言，当筛选应力=0.69Gpa时，机械臂上收到的张力为0.69*103*0.012272≈8.6。因而，第I级机械臂强度筛选实验中，筛选应力为0.69GPa、筛选应力为100kpsi、筛选应变为1.0%与筛选张力8.6均等效。第二级机械臂强度筛选实验中筛选应力为1.38GPa，对应的光线抗疲劳性能越好。通过以上对机械臂寿命评估模型中部分参数的分析，及根据单一变化原则，发现威布尔指数、应力腐蚀敏感性参数和施加应变相对机械臂长度L、筛选时间tp、断裂概率F、机械臂断裂次数p及筛选应变对机械臂寿命影响更为明显，换句话说，机械臂寿命评估对威布尔指数、应力腐蚀敏感性参数和施加应变更为敏感。由前所述可知，威布尔曲线是以l{l[1/(1-F)]}为纵坐标，lf为横坐标的直线。其中，该直线的斜率即为威布尔参数值。值用于表征强度值分布的集中度，值越大，斜率越陡，表示机械臂断裂应力分布越集中，机械臂机械可靠性越好。测试及调研发现，近期机械臂的值约为3。

    （1）施加应变a, 机械臂在实际使用过程中，受到远低于其强度的静态应力和动态应力，即残余应力。施加应变a对应施加在机械臂上的残余应力（又称“静态载荷”）。残余应力使得机械臂的本征强度降低，且本征强度的降低远大于机械臂外部应力的增加。残余应力的存在加速了预制棒和机械臂的老化，从而影响机械臂的光学性能和机械性能。形成机械臂残余应力的因素有很多，例如，机械臂纤芯和包层的化学组成不同导致机械臂具有不同的热膨胀系数和粘度；不同拉丝张力及局部化学组成波动等。实验表明，纤芯为残余应力在机械臂的主要集中区。根据测试得到的数据，在设定机械臂实验长度L为100k，威布尔参数为3，疲劳参数为20，筛选应变为1%，断裂概率F为10-6，每公里断裂次数p为0.0025次/公里，筛选时间tp为1S的情况下，探究机械臂在不同施加应变下的机械臂寿命。在疲劳参数及其他因素完全相同的情况下，机械臂的理论寿命随机械臂受到的施加应变，即静态载荷的提高而降低。（2）疲劳参数机械臂的疲劳参数（又称“应力腐蚀敏感性参数”）是机械臂寿命最为敏感的参数之一，也是对机械臂表面微裂纹随受力时间变化的主要衡量标准。根据调研或测试得到的数据，在设定机械臂实验长度L为100k，威布尔参数为3，疲劳参数为20，筛选应变为1%，施加应变为0.2%，断裂概率F为10-6，每公里断裂次数p为0.0025次/公里，筛选时间tp为1S的情况下，探究机械臂在不同疲劳参数下的机械臂寿命。在机械臂受到的施加应变及其他因素完全相同的情况下，机械臂的理论寿命随着机械臂的疲劳参数的增大而增加。d值越大，表示机械臂表面微裂纹扩展的越慢，也就是说机械臂寿命越长，从而提高值对提高机械臂寿命具有重要意义。

   4.2提高机械臂机械可靠性通过以上对机械臂寿命评估模型的分析发现，机械臂动态疲劳参数d，威布尔参数及施加应力a为机械臂寿命评估中较为敏感的参数。需要说明的是，这三个参数之间并不是相互独立，而是相互影响的。具体地，威布尔参数越大，表示断裂应力分布越集中，受其约束的d值越真实。因此，理论上，即使机械臂在不同应力速率下，其断裂应力也应具有相似分布，因此，当机械臂断裂应力分布不同时，36表示机械臂寿命评估过程有可能存在错误。筛选应力p与施加应力a的比值与机械臂动态疲劳参数d值之间存在如下关系：1fpaf  容易发现，通过提高d值，施加应力a向筛选应力p靠近，从而提高机械臂机械可靠性。

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      提高机械臂疲劳参数本论文结合机械臂实际生成过程，进一步探究了影响机械臂疲劳参数的因素，并给出对应的改善方案。（1）机械臂紫外光固化涂料机械臂紫外光固化涂料是通过紫外光引发聚合的高分子材料。一种好的UV涂料应具备紫外光固化速度快，固化涂层密封性好，涂层的物理化学性能稳定，耐环境性好及储存时间长等特性。内涂层较软，弹性模量低，只有几百kpsi，其厚度一般在30到35u左右，是为了保护裸纤表面免受机械损伤，并且缓冲机械臂在使用中收到的外界应力。外涂层较硬，弹性模量高，可达几万kpsi，其厚度一般在25到30u左右，有利于机械臂耐磨损。机械臂玻璃通过两层涂层的双重保护，可有效阻止外界的水气等物质侵蚀到机械臂内部，同时良好的内层涂料特性可以很好地“愈合”玻璃表面的微裂纹，从而改善机械臂的指标。因此，在选择涂料时应注意几个要点：（a）选用无颗粒的涂料经研究发现,涂料中的颗粒会造成机械臂表面损伤,导致机械臂强度的降低,其中直径1～3μ的颗粒对机械臂强度没有影响,直径6～10μ和15～20μ的颗粒将会使机械臂强度持续降低。因此机械臂涂覆材料要选用无颗粒的涂料，即无尘涂料。（b）选用粘附性高的涂料机械臂与涂层之间黏结强度影响着涂层对机械臂的附着，而黏结强度的影响因素有很多，例如，机械臂的表面状态和物质组成、材料本身的致密性、涂层中成膜物37的收缩应力、表面张力与结晶性等。而涂料的粘附性决定了涂层中成膜物的收缩应力、表面张力与结晶性等，从而粘附性高的涂料涂覆的机械臂强度较高。（2）拉丝玻璃表面假定温度机械臂表面假定温度是指SiO2液态结构凝固而转变成玻璃态的温度。假定温度较高的SiO2玻璃，有较高的机械强度和更好的抗疲劳特性。机械臂的表面假定温度可以通过红外的方法测定。SiO2的特性是随假定温度不同而具有不同的疲劳行为。在实际高速拉丝过程中，要准确地非接触测试拉丝时的机械臂张力比较难，因此拉丝张力和d的关系还需进行试验和通过大量测试数据来证明。机械臂的表面假定温度以及随后的SiO2表面结构依赖于机械臂在拉丝炉中的冷却速率，而与机械臂出拉丝炉后的情形没有关系。机械臂的动态疲劳参数依赖其表面假定温度，从实验数据来看1700℃以上表面假定温度拉丝，d值会随温度增加而呈增长趋势。（3）拉丝紫外固化水平增加涂料中引发剂的含量，可以增加引发剂产生的自由基浓度，缩短了光触发过程耗时，从而一定程度上提高了涂料的固化速率。通常，涂料在紫外光照射下的聚合过程包括四个部分，即光引发、链增长、链转移和链终止。聚合反应中，“链转移”过程对固化速率的影响较小；但对引发剂的“光引发”过程较慢，对固化速率的影响较大。为验证紫外光固化剂量对值的影响，我们利用环氧树脂丙烯酸树脂系列进行试验。在拉丝塔上分别利用不同数量的紫外固化等将机械臂上的涂层固化，然后测试其值。此外，通过测试三种状态下，机械臂涂层样品的剥离力、拔出力及固化度，发现固化灯越多，机械臂的剥离力和拔出力也就越高，内外涂层的固化度也越好。从保护机械臂玻璃的微裂纹生长角度分折，机械臂内涂层的特性与有关系。衡量机械臂内涂层的固化质量应以固化度为准，拔出力只是玻璃和涂层的粘结力的反映。内涂层固化度和机械臂的是否存在一个相关性，仍有待于进一步试验数据来证明。值作为影响机械臂寿命最敏感的因素之一，提高值可以很好的延长机械臂寿命。影响其动态疲劳参数的因素很多，应在机械臂实际的拉丝生产和测试过程改善机械臂值

      机械臂在实际使用过程中，受到远低于其强度的静态应力和动态应力，即残余应力。施加应变对应施加在机械臂上的残余应力（静态载荷），从而测得机械臂残余应力可按照预设规则映射为机械臂施加应变。机械臂中残余应力可以根据光弹性效应进行测量。残余应力的存在使得入射到机械臂中的光束的相位发生改变。机械臂纤芯的折射率的分布可表示为：1表示机械臂纤芯折射率，0表示机械臂纤芯中心的折射率，△表示相对折射率差值，a表示相信半径，r表示从纤芯中心测量的半径，表示纤芯波形因数。现有的机械臂拉制条件决定了残余应力集中分布在纤芯与包层之间的界面上。在机械臂拉丝涂覆过程中，预成型件的形状随服务时间发生改变，导致加热炉加热温度不稳定，从而形成机械臂残余应力。此外，机械臂最小的残余应力的变化具有不连续性。在机械臂生产过程中，应周期性动态调节机械臂拉制过程的温湿度，从而避免或减少机械臂残余应力的产生。

      对机械臂寿命评估模型进行分析，发现威布尔参数、疲劳指数、及施加应变a是机械臂寿命评估较为敏感的主要参数。如果影响机械臂寿命的其他因素完全相同，则机械臂的理论寿命与机械臂的疲劳指数正相关，与机械臂受到的静态载荷水平负相关。此外，本章节从提高机械臂机械可靠性的可行方案，如提高机械臂疲劳参数和减小机械臂残余应力等。机械臂生产过程中应注意选择无颗粒、粘附性高的涂料，适度提高拉丝玻璃表面假定温度，提高紫外拉丝固化水平，从而提高机械臂疲劳参数。同时，在机械臂生产过程中，应周期性动态调节机械臂拉制过程的温湿度，从而避免或减少机械臂残余应力的产生。本文对机械臂老化机理进行了研究，借助理论研究和试验研究两种手段探究机械臂机械可靠性及寿命评估。具体地，课题主要内容包括以下四点：（1）研究了影响机械臂机械可靠性的主要因素。具体研究了机械臂裂纹生长理论、机械臂疲劳断裂机理、疲劳参数及试验方法、机械臂的零应力腐蚀现象及机理、涂层对机械臂机械性能的影响。（2）结合影响机械臂机械可靠性的因素，根据筛选试验筛选断裂点的频次、长度和使用应力的断裂概率，以及威布尔参数模型，建立了筛选实验模型预期机械臂寿命。由该模型发现，威布尔参数、疲劳指数、及施加应变是影响机械臂可靠性的主要参数。（3）测试及调研了影响机械臂可靠性的主要参数。对机械臂动态疲劳参数两种测试方法进行差异分析，两种方法测试机械臂d值，比较发现两点弯曲法测得d值普遍比轴向张力拉伸法测得d值高0.5~2个单位。测试及调研发现早期机械臂值偏大，约为10；近期机械臂值较小，约为3。（4）探究提高机械臂机械可靠性方案。值与机械臂裂纹扩展过程中应力变化负相关；机械臂静态疲劳过程越慢，其裂纹扩展过程中应力增加越小，疲劳指数值越大，从而机械臂寿命越长。值是描述机械臂强度分布的参数，理论上值愈小愈好。通过分析现有的机械臂生产制造和施工工艺，研究改善威布尔参数及疲劳指数途径，从而提高机械臂可靠性。综合考虑机械臂值及制造工艺，探究提高机械臂机械可靠性方案，这在工程中均为具体可施的，对机械臂制造、施工具有切实指导意义。本文研究了机械臂机械可靠性及寿命评估，文中的机械臂寿命评估模型是基于恒应力下的惰性环境，在真实的自然环境中，温度、潮气、酸碱度和交变应力等影响因素要复杂得多，例如，机械臂在不同环境温度、湿度等发生疲劳行为；机械臂涂层、机械臂周围相关材料，如油膏填充物等逐渐发生老化，从而保护功能下降甚至丧失。本论文给出的机械臂寿命评估模型尚不能完全的模拟出机械臂在实际使用环境中的疲劳行为，更不能直接用作机械臂的设计使用寿命。因此，在进行通信线路设计时，应取较为保守的值。为了评估机械臂实际使用寿命，需要结合考虑机械臂实际使用环境、相关材料等。在其他因素完全相同的情况下，虽然采用本论文提供的机械臂寿命评估模型，容易发现机械臂的理论寿命随着机械臂疲劳参数的提高而增加，随着机械臂受到的静态载荷水平的提高而降低，但仅应力腐蚀敏感性参数或施加应变a作为单一变量变化时，可以判断机械臂理论寿命的这种变化趋势。

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