基于汽车座椅的多功能加载试验机

为了对各种汽车座椅的各项性能指标按国家标准进行检测,研制了多功能加载试验机。该试验机系统包括加载模块、机架模块、升降模块与加载方向转换模块等,对各功能模块进行了设计。根据标准的测试要求,采用了两套力闭环控制系统,采用PID的控制思想,对伺服系统进行了控制。最后,利用本试验机对丰田卡罗拉汽车座椅头枕进行了测试实验。实验结果表明:该系统能实时地显示运行结果,实时地调整控制参数,具有性能可靠、稳定性好等特点,且需达到的力矩值和位移量在要求的误差范围内,满足了对汽车座椅性能的精确测量要求。

基于工业CT的多功能加载控制系统设计及实验研究

为了观测煤样在不同的应力、温度、渗透压的作用下,煤体的变形破坏特征及其内部孔隙结构的实时变化,研制一种能和工业CT实验台配套使用的多功能加载系统。该系统能够模拟深部地层中的高温高压环境,可以实现对轴压、围压、渗透压和温度的实时监测及控制。采用模糊PID控制策略对加载力系统进行控制,仿真和系统的单轴加载试验表明:该控制策略较传统控制策略在稳定性及控制精度方面有一定提高。此外,该多功能加载系统还可以在三轴加载的同时完成对试样的CT扫描和渗透率测量,具有系统整体刚度好、受载均匀、控制稳定等特点。利用研制的系统初步完成了煤样蠕变、单轴压缩、单轴加压,加卸围压等实验,得到了试样在一系列加载试验中的应力应变曲线及同步CT图像,验证了该系统的有效性和可靠性。

空间多功能加载装置的试验研究及有限元分析

为适应空间复杂节点工作性能的试验研究需求,设计并制作了由自平衡反力加载框架、液压千斤顶和其他辅助构件构成的空间多功能加载装置。该装置可进行平面节点和空间节点试验,能实现空间节点多个杆件(最大允许9根)同时加载,加载制度可采用单调加载或滞回加载,空间同时多向最大加载达10 000 k N。目前,该装置已成功应用于装配式平面钢框架梁柱节点和空间复杂相贯节点足尺试验。为验证该加载装置在空间多向设计荷载下的刚度和强度,采用有限元软件ABAQUS对加载框架进行了模拟分析。分析结果表明:1该加载装置安全、可靠;2空间复杂相贯节点足尺试验过程中,加载框架测点位移数值变化无规律性并非因框架屈服,而是由空间同时多向加载相互耦合所致。

力-位移混合控制方法在大型多功能试验加载系统拟静力试验中的应用

为了满足结构试验试件尺寸越来越大、边界条件越来越复杂的需求,国内外多家高校和科研机构都开发了大型多功能试验加载系统,对试验系统的精确加载控制是保证试验顺利进行和取得准确试验结果的关键。通过介绍国内外现有的一些大型多功能试验加载系统,针对哈尔滨工业大学结构与抗震试验中心的大型多功能试验加载系统压剪拟静力试验的竖向加载控制方法展开研究;提出应用力-位移混合控制法实现竖向力加载控制,基于MTS控制系统给出具体实施方案,并通过试验对比传统力控制方法与基于力-位移混合控制法的控制效果。研究结果表明:传统力控制方法虽然能很好实现稳定的竖向力,但很难保证试件的压剪受力状态;而力-位移混合控制法不但可以精确实现轴向力的加载控制,还能确保试件的压剪受力状态;基于力-位移的混合控制法对于该类加载试验系统的竖向力加载控制具有通用性,在大比例尺柱、墙等试件的压剪试验中具有广阔的应用前景。

用于童车测试的加载试验机的研制

为了实现对童车按照国际标准的测试要求进行测试,设计了童车多功能加载试验机。对该试验机所采用的模块化设计方法、控制的模式等进行研究。首先在对各国童车标准研读与分析的基础上,对各标准条款中的力加载部分进行整合,采用国际上先进的设计理念,提出了基于模块化与加载过程可控性的多功能加载试验机的设计思想。然后,对试验机进行模块化的设计,提出了模块的划分、各关键模块的设计方法。最后,提出了试验机的控制模式。试验结果表明:系统能完成童车中相关力加载的全部测试项目,并实现过程的可控性与模块的可扩展性,加载过程的控制值的相对误差<0.25%,卸载过程的控制值的相对误差<0.22%。较好地满足了国内外童车标准中关于力加载部分的测试要求。

结构柱地震荷载模拟试验的方法研究

简要回顾了国内外有关结构柱抗震研究中所采用的地震荷载模拟加载方法。以加载方法的原理为依据可以将单体结构柱单元的地震模拟试验装置可以分成竖向悬臂梁式,简支梁,以及反弯双曲式、即所谓"建研式"三种。进行水平加载的同时轴向力的加载方法可以分为做动器直接加载,后张法加载,以及通过滑动垫层加载等。传统的轴向加载方法的共通问题是实际施加的侧向力必须根据轴力的施加方法而进行修正。在大比例结构柱子的试验时以及动力加载或变动轴力加载时,问题更为复杂。本文介绍了第一作者发明的新型加载装置,简称MUST(Multiple Usage Structures Tester)。与既往加载系统比较,MUST能实现侧向力加载和轴向力加载分离,可直接测得施加至试验柱的侧向荷载和轴向荷载。

童车测试系统中的模块化设计

为了对各种童车的性能指标按国家标准进行检测,研制了多功能加载试验机。采用模块化的设计思想,将试验机划分为加载模块、机架模块、升降模块与翻转模块,并对各功能模块进行设计,提出了电气的模块化的设计思想并应用于实践。最后对基于模块化的童车多功能加载试验机进行实验验证。实验表明该系统能很好的进行多种功能的加载,控制精度较高,加载稳定,满足了测试标准要求的童车测试加载要求,为童车的精确检测提供了加载手段。