技術(shù)頻道

      RUAG: 用HBM測量系統(tǒng)進(jìn)行全尺寸疲勞試驗

      瑞士版F/A-1 8戰(zhàn)斗機(jī)的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)將進(jìn)行大規(guī)模的綜合試驗研究。將用68個液壓缸模擬實際應(yīng)力,例如飛行中實際發(fā)生的應(yīng)力。這是為了證明飛機(jī)結(jié)構(gòu)可以滿足瑞士相對比較尖端的應(yīng)用,并證明它可以達(dá)到所需的5000個飛行小時的工作壽命。.

      全尺寸疲勞試驗對瑞士的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的鑒定是非常重要的。根據(jù)安全系數(shù)2,必須在2年內(nèi)模擬,10,000個飛行小時。

      試驗結(jié)構(gòu)裝有大約1,100個應(yīng)變計,此外,試驗方案內(nèi)還綜合進(jìn)了位移傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。必須和控制系統(tǒng)參數(shù)一起測量和存貯來自這些傳感器的信號。.

      任務(wù)

      根據(jù)客戶訂購要求編制了控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)說明書,在這些文件內(nèi)詳細(xì)列出了硬件和軟件要求。這些技術(shù)說明書是向潛在供應(yīng)商進(jìn)行所有問詢和談判的基礎(chǔ)。

      我們將最大重點(diǎn)放在下述問題的最優(yōu)解決方案上:

      • 已經(jīng)安裝和連接的應(yīng)變計必須可以連接到系統(tǒng)上
      • 當(dāng)安裝不同規(guī)格的應(yīng)變計時要使用不同的SGs電源電壓是很重要的
      • 該系統(tǒng)必須可以再擴(kuò)充1000個測量通道
      • 24小時之內(nèi)必須以10Hz的頻率測量約200個通道并存貯.
      • 在10Hz時選擇通道可以從一種測量換為另一種測量,該操作必須可以在不改變當(dāng)前布線方式的情況下實現(xiàn)
      • 還必須可以通過將要定義的接口從控制系統(tǒng)測量大約100個測量值
      • 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)必須可以相互交換信息.

      解決方案

      通過對各個供應(yīng)商和系統(tǒng)的全面調(diào)查,我們決定采用如下系統(tǒng):

      數(shù)據(jù)采集:

      • HBM的MGCplus系統(tǒng),帶catman® 企業(yè)版軟件包


      控制系統(tǒng):

      • FCS控制系統(tǒng)的SmarTEST加載系統(tǒng)

      接口:

      • 兩個系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換通過CAN線連接實現(xiàn)。通過該總線在10Hz時可以交換大約100個信號.

      系統(tǒng)概述

      帶控制回路和測量放大器的控制柜安裝在試樣的鄰近處,因此模擬測量信號可以使用短電纜以減少干擾。

      所有試驗操作所需的計算機(jī)和監(jiān)視器都安裝在一個控制室內(nèi)。控制室對整個試驗布局具有良好的視角。控制室與大廳內(nèi)的控制柜之間的連接通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn),因此只有幾個較長的連接線路需要電纜.

      測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)

      • 4 個控制柜,每個柜配4個MGCplus架和一個UPS電源
      • 每個MGCplus架配14個卡,每個卡有8個測量通道
      • Windows 2000服務(wù)器和2臺客戶機(jī)

      測量通道

      • 約1,500個SG通道,4-線電路
      • 14個應(yīng)變傳感器,6-線電路
      • 12個位移傳感器(電纜線電勢傳感器)
      • 13個溫度傳感器(K型)
      • 通過CAN總線有96個通道(力信號和狀態(tài)信號)連接FCS控制系統(tǒng)

      試驗程序

      動態(tài)試驗
      在正常的試驗操作時,元件被加載1,000個飛行小時(FH)的程序段,每個24小時一組,這樣一個程序段可以持續(xù)大約一個星期。.

      靜態(tài)試驗
      應(yīng)變研究通過在FH程序段結(jié)束時執(zhí)行。元件被加載,然后在7個選擇的加載工況以最大負(fù)載的10%步減,步減到最大負(fù)載的70%.

      一個1,000 FH程序段包括一個加載程序運(yùn)行5次,相當(dāng)于300次模擬飛行或200 FH。加載程序本身由26,900個加載工況序列組成,有2,011種不同的加載工況

      測量階段

      整個數(shù)據(jù)采集通過HBM的catman®企業(yè)版軟件實現(xiàn).

      動態(tài)測量

      在動態(tài)試驗過程中,用10Hz的頻率長期記錄200個測量通道。一個測量系列需要花費(fèi)20小時,包括200 FH循環(huán)的數(shù)據(jù),這可以產(chǎn)生一個包含1.25億個測量值的數(shù)據(jù)文件,然后這些數(shù)據(jù)在catman®內(nèi)用腳本處理。

      試驗進(jìn)行期間,所有重要的試驗參數(shù)都會在線顯示在HBM服務(wù)器顯示屏上,同時還會顯示有趣的傳感器數(shù)據(jù).

      靜態(tài)測試

      在應(yīng)變研究過程中我們使用“抓拍”功能。這就是說當(dāng)達(dá)到一個特定的負(fù)載水平后,當(dāng)按下一按鈕后所有打開的工作測量通道都會被測量并同步存貯(約1,600個測量通道)。一個數(shù)據(jù)文件通常會包含99個測量線。

      測量一完成,catman® 腳本就會對數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。

      靜態(tài)測量過程中所有重要的試驗參數(shù)也會在線顯示在服務(wù)器的顯示屏上.

      我們?yōu)槭裁催x擇該系統(tǒng)的原因


      集成HBM和FCS系統(tǒng)的深刻概念

      • 因為每個測量通道有它自己的A/D轉(zhuǎn)換器,所以可以輕松實現(xiàn)用10Hz同步測量200個通道的數(shù)據(jù)并進(jìn)行存貯
      • 只需簡單切換通道,就可以實現(xiàn)靜態(tài)測量和動態(tài)測量的轉(zhuǎn)換,不需要更改線路
      • 應(yīng)變計的4-線電路可以保證測量誤差最小化,雖然配線并不均勻
      • 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)在已大約運(yùn)行了1年。經(jīng)驗表明我們的系統(tǒng)非常可靠,完全達(dá)到了我們的期望要求.

      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

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