图

1 梯形波曲线要求

(1) 梯形波(方波、三角波)。梯形波
(方波、三角波)参照德国标准
tl82415 要求为在 t1 段升压速率要
求在

1mpa/s～300mpa/s 之间可调；

在

t2 段要求保压时间在 0～ns 可设，n 为大于 0 的任意值；在 t3 段要求与 t1 段基本对称；

在

t4 段要求保压时间在 0～ns 可设，n 为大于 0 的任意值；pmin 控制在 0～10%pmax；

pmax 根据不同的管有不同的要求，目前不会大于 60mpa。
图

2 凸字波形曲线要求

(2) 凸字波。参见图 2，凸字波的要
求是在

t1 段升压速率要求在

100mpa/s，t1=2s；在 t2 段要求保
压时间在

0～ns 可设，n 为大于 0

的任意值，一般也设定为

2s；在

t3 段要求与 t1 段基本对称；在 t4
段要求保压时间在

0～n s 可设，n 为大于 0 的任意值，一般也设定为 4s；pmin=0；第一个

压力台阶

=0.35mpa；最高压力=1.05mpa。

(3) 正弦波(半正弦或完整正弦)。正弦波比较难实现，在实际试验中主要是通过 plc 的专用凸
轮指令产生凸轮波形来模拟间隔的正弦半波。完整正弦波是指在封闭状态下做的。频率要求
为

1s 画出一个完整的正弦波，波峰值最大 60mpa，波谷值为 0。半正弦波按照 0.5s 画完一个

半正弦，其他

0.5s 为卸压时间来设计，卸压时压力为 0。

3.2 挠曲试验

控制系统控制一个伺服油缸

y 方向的上下振动，利用变频器控制电动机带动试验样管旋转，

控制

x 方向挠曲速度和角度，形成振动和挠曲的二维组合。挠曲试验的频率最大为 17hz，最

大振幅为

±35mm，在最大振动频率时的振幅为±4mm。

4 控制系统硬件设计

控制系统由上位机

(ipc)、下位机(plc)和外部电路控制组成，通过以太网将上位机和下位机连

接，完成液压伺服系统。环境条件变化由仪表控制，通过

rs485 与上位机通信，控制系统框

图如图

3 所示。

图

3 液压脉冲试验机控制系统框图

4.1 压力变送器和 ad 模块

压力变送器位于增压器出口，量程
0～30mpa，输出 4-20ma，频响
200hz。压力变送器的精度为满量程的 0.75％，为了得到更高的满量程精度，液压系统采用
了切换两个压力变送器的组合方式。所有传感器的采样频率为

500hz，压力采样相对变送器

每个周期有

3-5 个 16 位数据，使于平滑处理，提高测量精度，以保证±2%的绝对误差要求。

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