主要以国家重大工程专项子项目《铝合金双轴额定细节疲劳强度试验研究》为依托,以十字形铝合金薄板试件为研究对象,利用有限元软件ANSYS Workbench建模并进行数值模拟,侧重研究十字形铝合金在0°、90°及180°三种相位差交变循环载荷作用下的应力分布、变形情况及疲劳寿命,比较分析了铝合金在不同相位差下双轴受力情况的差异,并对可视化的图形图像和计算结果进行了分析。通过与试验的对比确定了实际变形和理论分析基本一致,表明在ANSYS Workbench中建立的十字形铝合金试件模型是准确且可信的。在双轴疲劳试验中,应重点监控该十字形铝合金的中间圆孔区域,为大飞机用铝合金结构设计与强度评估提供了基础的技术支持。

由于汽车排气管在实际运行环境中受到复杂交变载荷单轴的疲劳试验不能准确预测试件的疲劳寿命。双轴的协同加载能更好地模拟实际工况但需要对两个轴力传感器输出信号的幅值和相位差进行精确控制。因此针对排气管双轴动态加载的需求研发一种力控制的电液伺服式双轴疲劳试验加载装置并设计基于PXI总线结构和多DSP并行处理技术的多轴伺服控制器基于伺服闭环和外环驱动谱修正相结合的控制算法实现了双通道正弦波的幅值相位控制。为验证算法的性能两通道参考信号均采用频率为10 Hz幅值为2. 363 k N的正弦波并且相位差为90°对排气管进行双轴疲劳试验。试验结果表明:该双轴力加载系统能精确地跟踪参考信号的幅值和相位差。