快速电加载系统的设计与实现

舵面展开机构试验系统要求真实、快速地模拟在给定不同攻角情况下的风阻曲线,对舵面施加模拟真实系统载荷阻力矩,展开试验时间最快为25ms;针对实际情况,研究了以DSP TMS320F28335为加载控制器和ABB的ACS-800系列变频器为伺服驱动器的电加载方法的实现,并着重论述了快速性和准确度方面的实现方法;通过实验表明,该系统能够完全满足设计要求,加载力矩最大可以达到300Nm,时间最快为25ms,时间滞后小于2ms,能够实现快速准确地模拟舵面在飞行过程中受到的阻力.     

CAE软件操作小百科(45)

1Abaqus中的多步骤分析 Abaqus模拟分析的一般目标是确定模型对所施加载荷的响应。载荷可以代表使结构的响应从其初始状态到发生变化的任何事情，例如：非零边界条件或施加的位移、集中力、压力以及场等。在某些情况下，载荷可能相对简单，如施加在结构上的一组集中载荷；在另外一些问题中,施加在结构上的载荷可能会相当复杂，例如，在某一时间段内，不同的载荷按一定的顺序施加到模型的不同部分，或载荷的幅值是随时间变化的函数等。这种作用在模型上的复杂载荷即为载荷历史。在Abaqus中，用户将整个载荷历史划分为若干个分析步，每一个分析步是由用户指定的一个时间段。在该时间段内，Abaqus计算该模型对一组特殊载荷和边界条件的响应。在每一个分析步中，用户必须指定响应的类型，称为分析过程。从一个分析步到下一个分析步，分析过程也可能发生变化，例如：可以在一个分析步中施加静态恒定载荷（如自重载荷），而在下一个分析步中计算这个施加载荷的结构对于地震加速度的动态响应。隐式和显式分析均可以包含多个分析步骤，但是在同一个分析作业中不能够组合隐式和显式分析。为组合一系列的隐式和显式分析步，可以应用结果传递或输入功能     

基于ANSYS APDL语言实现复杂载荷加载

针对通用有限元分析软件现有载荷形式无法进行复杂载荷加载的问题,以某船用柴油机惯性载荷连杆的静力分析为例,提出基于ANSYS APDL进行复杂载荷加载的方法. 对该连杆在复杂载荷条件下的零部件力学仿真分析表明,此方法可方便、高效地实现不同节点惯性力的计算,完成众多节点力的加载.     

静液二次调节加载系统动态性能分析

加载系统是工程机械多功能试验台作为负荷车对工程车辆牵引性能进行测试的核心系统。针对采用静液二次调节技术加载的工程机械多功能试验台,分别建立了电液伺服阀、变量油缸、二次元件的数学模型,在此基础上建立了加载系统的简化数学模型。利用PID控制器进行参数调整,对阶跃载荷和正弦波载荷两种加载模式进行仿真分析,研究了静液二次调节系统作为试验台加载系统的可靠性及其动态特性,结果证明静液二次调节加载系统运用到试验台上是可行的,能够满足试验台的加载要求。     

发动机轴综合加载疲劳试验系统

引言国外先进国家对发动机主轴的疲劳寿命试验主要模拟主轴所承受的轴向力、稳态传递扭矩(主扭矩)和振动扭矩(次扭矩),并以此来决定其飞行寿命。对于常作机动飞行的飞机,其发动机主轴尚受到一个不可忽视的陀螺力矩载荷的影响,在实飞中所引起的事故,给我们留下深刻的记忆。我公司引进的这套发动机轴综合加载疲劳试验系统,可对主轴同时施加陀螺力矩、轴向力、主、次扭矩。具有操作简便,自动化程度高,加载精度高,工作可靠等优点。一、系统概况本系统由载荷控制子系统、直流驱动子系统、数据采集子系统、试验件加热子系统、液压加载子系统以及机械及润滑等子系统组成。     

微构件力学性能测试装置设计

设计了一种能够同时实现施加交变载荷和拉伸的力学性能测试装置.介绍了测试装置的工作原理和系统组成:用于测量拉伸载荷的力传感器基于压阻效应且为双平行式柔性铰链结构,分辨率高达2 mN;施加交变载荷的振动模块由压电陶瓷和杠杆放大机构组成,最高可实现0.7 kHz的稳定输出.介绍了基于VB.NET软件平台开发的数据采集及运动控制系统,实现了动静平台的自动调平和拉伸测试功能.通过对比预施加交变载荷和直接拉伸的拉伸测试的重复实验,验证了设计装置的可行性与稳定性.     

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。     

直升机大球铰摆动和滑动磨损试验机测控系统设计

直升机大球铰摆动、滑动磨损试验机可以真实地模拟大球铰在直升机上的运转和受载荷状态.试验机测控系统主要解决运动模式和力加载的协调运动,设计关键算法解决了任意更换滑动行程、滑动频率和摆动角、摆动频率的4个参数对运动曲线的拟合问题,生成3个缸的位置时域序列,解决了任意方向力加载的难点,模拟大球铰受力情况,实现了大球铰在不同飞行状态下运动和受载荷的自动运行.通过合理的硬件设计和软件开发,其自动化程序高、界面友好、运行稳定,为直升机大球铰疲劳磨损试验数据的准确性和可靠性提供了保证.     

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。     

液压支架虚拟仿真试验

以ZY2600／07／14两柱掩护式液压支架为工程对象,以顶梁承受集中载荷与面载荷两种边界条件,对支架进行外加载试验研究。根据支架的设计参数确定了集中载荷的大小与作用区域;基于实测的顶梁14处压力分布值,利用Matlab、ANSYS软件分别生成压力分布函数和包含面载荷分布信息的模态文件;在机械系统运动学与动力学分析软件ADMAS和有限元分析软件ANSYS环境下创建了1100mm工作高度的液压支架虚拟样机模型,实现了两种载荷形式的外加载试验。研究结果表明,面载荷外加载更能真实反映支架整体受力状态,是检验支架性能的一种可靠方法,具有重要的理论意义和实用价值。     

飞机平尾升降舵接头耳片承载能力分析与试验

为给飞机平尾升降舵接头耳片极限承载能力试验提供参考依据,指导试验方案设计,采用非线性有限元法,将运动约束和节点力作为边界条件直接施加在产生接触的节点上,将加载棒作为刚体,将耳片作为变形体,运用MSC Patran和MSC Marc分析某飞机平尾升降舵铰链接头耳片在轴向0°,斜向45°和横向90° 3个方向的承载能力,并给出对应的极限承载能力和应力分布情况,用于指导试验加载方案和应变片布置. 通过接头耳片有限元计算得到的载荷-位移曲线与试验曲线大致吻合,预测出的试件破坏最大应力值和最易破坏部位与试验结果也相符合.     

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。     

CAE技术在汽车座椅骨架开发中的应用

为提高汽车座椅骨架的开发质量,在某型汽车座椅骨架开发中应用CAE技术进行骨架静强度和疲劳等模拟.采用壳单元与梁单元相结合建立座椅骨架有限元模型;根据座椅骨架台架耐久试验要求和试验条件,对座椅安装孔进行全约束处理,并在试验加载位置施加相应的载荷;采用Abaqus/Standard分析座椅骨架强度;在静强度分析基础上应用F...     

空间站载荷转移机构机器人的力加载控制方法

针对机器人在空间站载荷转移机构力加载过程中,由于展开完成后的载荷转移机构在力的方向上发生变形,导致机器人力控制系统难以保持稳定、加载精度不足或调节时间过长的问题,提出了自适应调整导纳控制器参数的策略．首先,根据导纳控制理论建立力与位移的关系,初步提出了基于直角坐标系的力跟随/力加载控制器;然后,根据加载实验数据,采用最小二乘法对载荷转移机构模型进行参数辨识,建立机器人特定工作空间的力与位置关系;最后,通过自适应调整导纳控制器参数使机器人动力学模型与载荷转移机构的动力学模型近似匹配,实现机器人对展开完成后的载荷转移机构末端的空间力实时加载．实验得出机器人对载荷转移机构位置跟随偏差不超过0.1 mm,加载力误差不超过1%．仿真结果表明,该机器人满足精度要求,为载荷转移机构提供了较为真实的等效空间载荷．     

液压控制系统的模糊-PID算法研究

在LABVIEW平台上将模糊控制算法和PID控制算法相结合设计出一套应用于液压装置性能检测的测试与控制系统,该系统使用模糊-PID自适应控制器,通过模糊规则的建立,对PID的参数进行动态的调整,提高系统的动静态特性,克服传统液压装置效率低,可靠性差,结果受人工影响等不足,本系统中液压缸采用摩擦较低的单活塞杆油缸,缸内径D=40mm,活塞杆直径d=20mm,油缸最大行程为100cm,经过反复测试,控制误差都在+0.5mm,达到了系统设计的要求;最终结果表明:系统实时响应快、超调小、稳定可靠,可以实现对油缸位移的精确控制。     

基于比利时路的某牵引车车架疲劳分析

为分析某牵引车在比利时路上的车架疲劳,建立该牵引车整车多体动力学模型。将试验测得的车轮六分力加载到模型中进行仿真分析,并与试验结果对比,验证模型的可信性。提取多体动力学仿真结果中的车架载荷历程,基于模态应力恢复理论对车架进行疲劳分析,预测车架疲劳寿命。仿真结果表明该分析方法可作为车架疲劳分析的有效手段。     

基于Compax3的伺服升降平台控制系统设计

针对现有同步、大载荷升降平台行程控制精度低、人机交互性差的缺点,设计了一种基于Compax3伺服控制器的升降平台控制系统;利用一台伺服电机驱动多个滚珠丝杆同步螺旋升降运动,分别通过CANopen和串口通信的方式实现本地、远程同时对升降平台的运动控制和状态监控,并且独立控制电机刹车方便安装和调试;试验结果表明,该控制系统的行程控制误差小于0.1 mm,系统控制精度高、人机界面友好、功能丰富、性能稳定,具有较高的工程应用价值。     

氧化铝与氧化锆多层共烧热应力分析

以宽域型氧传感器的烧结过程为研究对象,以有限元分析为研究手段,探究其镁铝尖晶石层、氧化铝层和氧化锆层之间的共烧热应力.研究发现,加压热处理阶段,外界施加的高压使结构内部空腔处产生较大的集中应力,同时也使层间结合力得到提高;预烧结阶段,在不对试验件施加任何外力,仅加载温度载荷的情况下,各层材料的厚度和热膨胀系数不同,使得层间应力各不相同,从而导致试验件发生向上翘曲,加压热处理阶段产生的集中应力得到充分释放;正式烧结阶段,压板将翘曲的试验件逐渐压至平整恢复原状,其烧结应力在经过充分释放后已变得较小.在整个阶段,试验件产生的应力均呈对称分布,危险点发生在内部空腔处和试验件边缘处.     

航空涡轴发动机自动试车系统

为解决航空涡轴发动机试车时间长、重复性工作量大,试车过程中利用手工控制测功机加载载荷时难度大的问题,采用VC+ + 6.0和基于VXI总线的数据采集系统开发计算机辅助试验系统. 该系统通过控制水力测功机和电子调节器实现某型涡轴发动机的自动试车,可灵活设定试车载荷谱、自动记录数据、判断加速和减速过调参数及自动进行停车保护. 试验验证表明该系统可降低工作强度、提高试验效率.     

风电叶片全尺寸静力加载测试载荷扰动分析

为解决风电叶片全尺寸静力加载测试中动滑轮和加载缆索构成的弹簧系统带来的载荷扰动问题,基于牛顿第二定律建立了叶片-加载缆索-动滑轮动力学模型,并基于Simulink和Adams分析了叶片和动滑轮之间的相对位置参数对叶片和动滑轮振动特性的影响。最后,针对某型叶片进行四点静力加载试验。仿真以及试验结果表明,缩小叶片和动滑轮之间挥舞方向的相对距离可以有效地缓解动滑轮和叶片在挥舞方向的抖动现象,并能使叶片和动滑轮的位移快速趋于稳态值,从而减小载荷扰动。在四点静力加载试验的各保持阶段对比中,改进参数后加载点处的实测载荷曲线和目标载荷曲线之间的误差较小,最大误差不超过3%,精度较高。