基于FPGA的静力加载谱生成与控制算法研究

静力加载试验谱是根据静力加载试验中的载荷表形成的加载谱形,由不同的目标值和其它参数组成;试验加载谱的生成过程指按规定时间和曲线类型运行到指定值的过程;针对当前静力加载试验中对加载谱控制的多功能要求,参照主流控制系统中上位机的操作流程,实现了一种基于FPGA的加载谱生成与控制算法,满足现有控制系统中试验加载谱的生成模式和各种命令的操作,包括连续加载谱的生成、谱的单步调节、单点控制、选择谱段控制和控制方式切换等,配合系统控制算法为自主控制器的开发奠定基础。     

气密舱放气最小载荷对疲劳试验运行时间的影响

目前歼强类飞机全尺寸疲劳试验载荷谱中,空中机动工况考核次数较多,驾驶舱及油箱等气密舱放气时间成为影响疲劳试验运行时间的关键因素。通过分析某型飞机全机疲劳试验气密舱放气原理及过程,建立理想情况下气密舱放气数学模型。通过Simulink搭建系统仿真模型,首次在国内对全尺寸飞机疲劳试验中气密舱载荷退载到最小值的过程进行仿真分析。仿真结果表明,在给定条件下,将气密舱放气最小载荷值提高3.13%后,放气时间缩短14.08%,有利于提高疲劳试验运行速度,减小运行时间,为疲劳试验提速提供参考及理论依据。     

基于LabVIEW 2013的石油管材复合加载试验载荷谱计算软件的设计开发

现阶段石油管材复合加载试验中,试验载荷谱的计算和编排须严格依据《石油天然气工业套管及油管螺纹连接试验程序》等国家标准,并糅合大量经验公式和参数.专业人员设计新的载荷谱时,需根据自身经验,经过调参、试数等方式,人工计算,工作量很大. 本文中设计开发的基于LabVIEW2013,采取“生产者消费者”模式,设计了一种载荷谱计算软件,解决了这一难题.用户只需根据工况填写试验参数,便能设计出严格符合标准的的试验载荷谱,实现了载荷谱设计的智能化和自动化.     

结构疲劳试验控制系统关键技术

介绍了多通道结构疲劳试验控制系统的原理和功能。总结了系统产品从早期面向小型结构件试验控制到面向大型结构件协调控制的发展历程。重点分析了最新产品采用的分布式控制技术、多种协调加载技术及其特点、试验配置技术、实时数据处理技术和试验载荷谱编制技术等关键技术。最后指出了多通道结构疲劳试验控制系统产品向软件智能化、界面图形化、模块通用化、产品系列化等方向发展的趋势。     

垂尾动态疲劳试验一体化框架设计

针对现代战机垂尾动态疲劳试验设计一套一体化加载框架,主要介绍了一体化框架在飞机结构强度试验中的设计流程及要点,验证了一体式框架在动态疲劳试验中的可行性。     

轴承变载荷压力实验系统设计

针对现有轴承实验台的加载力不可按照任意载荷谱调节的缺陷,提出了PLC与虚拟仪器共同控制的方案.下位机采用PLC进行简单可靠控制,上位机采用虚拟仪器进行复杂的加载控制.详细阐述了控制方案及与PLC传输协议协调的实现方法.在允许的载荷输入范围内,该方案通过实验台加载力的可调输入,进行设定载荷谱试验,使试验时间有效缩短.试验结果表明,该方案灵活,且成本低,满足了产品测试需求.     

转向油罐的振动疲劳与优化

针对某车型转向油罐在道路耐久试验中发生断裂的问题，聚焦系统的振动疲劳问题，对试验场载荷谱进行加速处理，通过模态频率响应分析，发现油罐存在振动疲劳破坏风险，从提高油罐固有频率的思路提出优化方案。通过仿真与台架试验对比，证明优化方案的有效性和可靠性。     

基于激光位移传感器的车轮弯曲疲劳试验加载轴偏移量检测系统设计

通过分析现有的车轮弯曲疲劳试验机的失效检测方法,并遵照相关试验要求,完成了基于激光位移传感器的车轮弯曲疲劳试验加载轴偏移量检测系统的设计.该系统用于试验中加载轴的偏移量的实时监测,进而达到车轮失效时试验机自动卸载的目的.     

机翼疲劳试验控制精度提升方法研究

为了达到提供飞机结构疲劳试验控制精度,加快疲劳试验速度的目的,在机翼结构疲劳试验中,创新设计机翼与加载系统间的连接装置、综合运用PID调谐、振荡频率过滤、交叉耦合补偿等多项技术,经过长时间的试验跟踪调试,实现了按照优于行标与国军标一倍的试验控制精度快速运行机翼疲劳试验的目标,为以后类似的飞机部件及全机疲劳试验提供了参考及借鉴。     

直升机尾减速器连接寿命的确定

按照新的适航规章确定直升机尾减速器连接寿命,并给出结构检查周期.利用有限元分析结合Miner线性累积损伤理论对结构连接按照设计目标寿命进行详细尺寸定义;利用结构疲劳试验结合Miner线性累积损伤理论给出结构连接寿命;载荷谱分别选用有限元计算疲劳载荷谱和实测疲劳载荷谱,同时按照相应的准则将材料的平均S-N曲线转换为计算安全S-N曲线和试验安全S-N曲线.     

高空台液压加载系统试验智能运行技术研究

为了满足航空发动机高空模拟试验智能化需求,以高空台液压加载系统为研究对象,研究其试验智能运行的关键技术。通过深入分析液压加载系统设备组成及试验智能化存在的传感器数据利用不充分、控制精度不高和数据可视化展示不直观等问题,提出基于层次分析法的数据分组关联架构,设计数据融合架构对传感器数据进行预处理并对数据进行数据层、特征层和决策层融合。针对控制精度不高且须满足快速性的要求,提出一种基于设备特性与加载谱的智能复合控制框架用于智能化控制。针对液压加载系统子设备众多且易发生故障并存在性能退化的问题,提出基于深度学习的故障诊断方法与基于支持向量机的健康预测方法。同时,提出一种基于WebGL框架下的液压加载系统工艺流程可视化展示方法并建立了三维可视化模型,实现液压加载系统动态模拟的运行状态显示。     

航空发动机轴承试验机测控系统的设计

为了分析新型材料航空发动机轴承的失效原因并提高轴承的使用寿命和可靠性,研制了一台能够模拟航空发动机工况的轴承疲劳试验机,设计了基于西门子S7-1500PLC的远程测控系统.测控系统通过PLC控制模块、驱动器和变频器等,实现了动力系统、润滑系统和加载系统的控制和试验载荷谱线的自动运行.试验主参数信号通过高速高性能模拟量A/D模块进行采集,并通过以太网传输至上位机.上位机软件对数据进行实时处理、存储和绘制曲线.通过试验验证,所设计的轴承试验机测控系统设计合理、运行可靠,为航空发动机轴承寿命研究和性能试验提供了基础平台和数据支撑.     

基于LabVIEW的MOOG控制系统数据处理软件设计

在结构静强度试验过程中,加载控制系统是试验载荷施加的关键控制机构,加载控制系统输出的加载数据将直接反应试验件载荷受力情况。目前MOOG加载控制系统提供的数据输出格式不具有较直观的阅读性,增加了试验人员对加载数据处理的难度。为此本文提出了一种基于LabVIEW的软件设计方法,对MOOG原始加载数据进行二次处理,并转换为常用的数据格式,实现加载控制通道相对误差的自动计算,并自动生成加载控制数据报告。该软件设计方法在大幅降低试验人员处理数据难度的同时缩短了试验数据处理周期。在提高了工作效率的基础上,减少了人工操作的出错率,有助于飞机结构强度试验的数据分析工作。     

全尺寸缝翼疲劳试验随动加载技术

缝翼及其支承结构的疲劳试验是民用飞机适航取证的一项重要工作,其难度在于需要在试验件运动过程中同步施加载荷,完成对缝翼翼面及其支承结构载荷的考验。过大的同步偏差及不当的异常处理会造成试验件的非预期损伤,是一项风险极高的地面强度试验。在试验方案中采用了控制系统与驱动系统的双驱动方式,在国内首次在翼身组合体真机环境中完成了缝翼疲劳试验,真实还原了缝翼实际运动场景,试验通过对试验运动轨迹的仿真指导随动加载框架的安装,极大地提高了活动翼面随动加载试验在翼面活动时的同步性和加载精度,同时创新的同步偏差实时监控和防错设计保障了试验的顺利运行,为该型号飞机的缝翼设计提供了更具参考价值的试验数据及试验结果。     

基于计算机虚拟样机技术的轿车悬架性能研究

采集广德试车场操纵性与平顺性试验环路的道路载荷谱,利用nCode软件对道路载荷谱进行编辑与处理,得到随机短波路、沥青振动带等多种不同路面的道路载荷,导入ADAMS中进行悬架动态仿真。因为传统的基于静态K&C特性分析的系统参数设计不足以满足复杂工况下整车对悬架的性能要求,而动态K&C试验具有更精确的响应结果,更能反应悬架的实际使用状态。最终在动态K&C试验台进行试验,对比动态、静态与台架试验的结果,验证了动态K&C仿真与试验结果更加接近,具有更精确的仿真结果。所以,对汽车悬架的动态特性研究对工程应用具有一定的帮助作用。     

基于分布式架构及PAC技术的风洞测试及控制系统设计

为准确分析飞行器气动载荷的实际变化规律,降低舱门、舱体类结构部件所受到的冲击载荷作用,设计基于分布式架构及PAC技术的风洞测试及控制系统。在Hadoop集群安装环境中,设置HBase加载模块,借助压电传感器结构与压力控制子回路,实现对加热器供气管路的指向性连接,完成风洞测试控制系统分布式架构集群的建立,解决飞行器舱门及舱体结构的气动载荷获取问题。以驱动性程序作为软件控制基础,将所有待处理的传感器信息及测试数据显示至相同控制界面中,实现对风洞测试控制信号的准确分析,完成基于PAC技术的风洞测试自适应控制研究。仿真实验表明,不断增大压电传感器所承受的气动载荷总量,在风洞测试控制系统的支持下,舱门、舱体所受的实际冲击载荷作用均下降至4000GB左右,能够满足缓解飞行器气动载荷压力的测试初衷。     

基于路谱频域的车身疲劳分析

针对车身疲劳分析中静载法无法考虑结构动力学响应,瞬态分析法无法求解过长时间域的问题,将这2种方法与频域法进行比较,发现用频域法对大规模有限元模型进行动态疲劳分析相对容易,并能完全描述动力学响应过程.根据频域法进行振动疲劳分析的理论和计算过程,给出基于路谱频域的车身疲劳分析流程.基于功率谱密度（Power Spectral Density,PSD）载荷谱的传递函数法求解某车关键部件的疲劳寿命,求解结果与疲劳试验结果比较一致.结果表明基于路谱频域的振动疲劳分析方法在汽车结构疲劳计算中的应用可行.     

地铁屏蔽门人群挤压荷载测试系统的设计

为了解决当前地铁屏蔽门人群挤压荷载测试装置存在的自动化程度不高、产生的线荷载不精确不均匀的问题,综合计算机软件技术、自动控制技术和传感器技术设计了地铁屏蔽门人群挤压荷载测试系统.设计了计算机软件和PLC控制程序实现测试过程的自动控制.采用多点加载法,并对加载点引入闭环反馈控制来实现对荷载的精确控制.实验结果证明,设计的系统实现了测试的自动化,并解决了线荷载不精确不均匀的问题.