基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型试验设计

尽管格宾石笼在边坡、护岸工程、路基加固等工程中已有了一定的应用,但鲜有研究提及格宾石笼在隧道支护中的应用。由于格宾石笼具有一定的承载力和良好的变形适应能力,在应对隧道围岩大变形和高地应力等方面具有一定应用前景,因此,对基于格宾石笼的隧道支护构件静力加载模型进行试验设计具有一定的实际意义。为了方便学生更好地了解格宾石笼作为隧道支护结构的力学作用机理,设计了一种简化的格宾石笼构件成形方法和与之配套的试验加载装置,并提出了基于离散元计算的格宾石笼隧道局部构件数值建模方法,进而对比和揭示了组成格宾石笼构件的两大主要参数(格宾网抗拉强度和填石有效模量)对格宾石笼建构的隧道支护构件静力力学特性差异的影响规律。通过该试验,为学生演示了基于格宾石笼建构的隧道支护局部构件的设计、拼装、试验加载以及数据采集的全过程,旨在为学生深入学习和掌握格宾石笼建构的隧道支护局部构件的试验静力力学行为及其建模方法提供一种新思路。

钢筋桁架混凝土预制板的吊装及静力加载试验研究

随着板厚为50mm的钢筋桁架混凝土预制板(简称桁架预制板)在工程中的应用越来越多,有必要对其在施工短暂设计状况下的力学性能进行深入研究。因此,设计了板厚分别为50mm和60mm的桁架预制板各一块,对其进行吊装及静力加载试验。试验及数值模拟结果表明:板厚对桁架预制板的刚度及挠度的影响是比较大的,60mm板厚桁架预制板的初始刚度及开裂荷载分别为50mm板厚桁架预制板的3.99倍及1.4倍;采用板带法计算桁架预制板的截面应力是适用的;50mm板厚的桁架预制板,采用6吊点吊装,一般不会开裂,底板长度小于3600mm时,可采用4吊点吊装;在后浇混凝土施工阶段,当板长大于3000mm时,50mm板厚的桁架预制板至少需要布置3道临时支撑;当板长不小于5100mm时,则至少需要布置4道临时支撑。

风电叶片全尺寸静力加载试验钢丝绳空间角度精确测量研究

为减少加载过程中叶片挠度变形带来的测量误差,提出一种精准测量钢丝绳与风电叶片空间角度的数学模型。该模型构建的空间角度测量系统采用3个位移传感器,可实时测量钢丝绳与风电叶片所成三维角度,从而精确地对各加载点进行受力补偿,提高加载试验的协同性。以激光追踪仪的测量结果为基准对该系统的测量结果进行现场验证,结果表明该系统所测空间角度误差率仅为1.78%、1.96%和1.92%,同时经该空间角度测量系统补偿后的加载力曲线变化平稳,可较好地实现多节点力的协同加载。

兆瓦级风电叶片静力加载控制系统设计及试验

设计了一套兆瓦级风电叶片全尺寸静力加载控制系统,阐述了其构成及工作原理。采用最小二乘法对传感采集数据进行拟合,提高了数据精度。基于控制器局域网(CAN)总线构建两级网络的分布式检测与控制系统,将耦合的多通道加载系统等效为多个具有干扰的单通道加载系统。基于AMES-im和MATLAB/Simulink软件构建静力加载耦合仿真模型,首次将无模型自适应(MFAC)算法应用于静力加载过程的牵引力解耦控制。仿真结果表明:被控对象在一定的变刚度、变阻尼条件下,采用MFAC算法可有效减小牵引力耦合,保证牵引力误差小于2.0%,控制效果明显好于传统的控制算法。现场试验证明:静力加载控制系统可保证大柔度叶片远距离、连续、平稳、协调加载,特定阶段的加载精度优于1.0%(满量程),完全满足兆瓦级风电叶片全尺寸静力加载试验要求。

兆瓦级风机叶片静力加载过程D-MFAC控制

为了消除静力加载过程中的节点牵引力耦合,将无模型自适应控制(MFAC)算法引入到兆瓦级风机叶片全尺寸静力加载领域.通过分析系统的输出特性,将现场静力加载经验构造成一个D函数,设计基于D函数补偿的D-MFAC控制算法,给出算法流程,并证明该算法具有快速收敛性.将D-MFAC算法成功应用于aeroblade 3.0-55风机叶片全尺寸静力加载试验.试验结果表明:加载过程中4个加载点的牵引力能保持均匀、协调变化,过程误差不超过±4kN,特定阶段的误差率小于1%.该算法有效地消除了静力加载过程中的牵引力耦合,实现了风机叶片的平稳加载.

基于MOOG/SDK的多通道静力加载控制系统设计

针对目前国外静力加载控制软件价格昂贵且不能二次开发的问题,设计了多通道静力加载控制软件,该软件基于MOOG硬件平台,以LabVIEW软件为开发语言研制,详细阐述了基于SDK接口函数的主要功能的关键技术实现方式,如硬件连接、信号标定、安全保护、试验加载和自动寻位等功能;结果表明,控制软件满足静力加载试验的功能需求,能够提高静力加载试验水平,为其他相关软件开发提供参考。

风机叶片静力加载节点优化及试验研究

为了验证风机叶片能够承受设计规定的极限载荷,保证试验弯矩分布尽可能接近设计值,研究了叶片静力加载节点优化及试验。采用多点加载模式,优化各节点的牵引力,匹配加载过程的叶片弯矩;基于分布式多级网络控制结构,设计动态主从式PID控制算法,协调各个节点的牵引力,实现叶片5节点全尺寸静力加载试验。现场试验证明:加载过程中加载点牵引力能保持平稳、协调变化,加载点的牵引力过程误差最大值约为±5%,测量点的挠度误差均低于±7%,获得较好的控制效果,满足风机叶片静力加载试验要求。

土体触探静力加载试验的FLAC模拟模型选择

本文将触探静力加载试验作为轴对称问题处理，建立了两种不同ＦＬＡＣ轴对称模型，等荷载模型和等位移模型。研究表明，两种模型的ＦＬＡＣ模拟结果基本一致，一般条件下，应用简化的。

一种风机叶片静力加载自适应控制方法及实现

静力加载试验是考核风机叶片静强度特性的重要手段。兆瓦级风机叶片的静力加载试验多采用多点同步逐级加载拉力的方法实现。在风机叶片的多点同步逐级加载过程中,本文设计了基于比例积分模型的自适应控制方法,该方法通过实时调整电机的转速和方向实时改变载荷拉力的变化率,不用考虑加载过程中叶片多个加载点之间的力耦合情况,实现每个加载点的载荷拉力同步、匀速稳定变化,同时保证每个加载点的加载过程相互独立,具有一定的通用性。通过对某兆瓦级风机叶片进行静力加载试验,测试结果表明,本文方法正确有效。

电液静力加载试验系统安全保护策略研究

安全保护策略在静力加载试验中对试件起到重要的安全保护作用。以实际电液静力加载试验系统为例,对试验要求分析研究,设计一种全面的安全保护策略,通过试验验证其在系统工作异常时,有效的保证了试验安全。

风机叶片静力加载电液控制系统研究

设计了可实现风机叶片静力加载的电液控制系统,对两种控制方案——比例调压方案和变频调速方案——进行了数学建模和理论分析,指出叶片等效刚度对系统的动态性能有直接的影响。在此基础上采用了PID控制器对两种控制方案进行了理论研究和试验对比,证明了比例溢流阀调压方案的动态性能不能满足加载的控制要求,而变频调速方案能较好地实现叶片加载控制,保证了特定阶段的加载精度。

基于直动式数字阀的电液静力加载系统研究

结构静力试验是研究复杂工程构件静特性的重要手段,是鉴定产品结构的设计静强度的主要方法。电液伺服静力加载系统是进行静力试验的关键设备。设计一种基于直动式数字阀的电液力伺服加载系统,采用了直动式数字伺服阀与经典PID控制相结合,提高了系统的加载精度与动态响应速度,取得了比较好的实验效果。

多点电液伺服静力加载系统设计

对结构件或试件的强度和力学特性进行准确、有效的测试,是研制新设备、新材料必不可少的手段,高性能的多点电液伺服加载系统是实现这一手段的保证。本文介绍了一种用于静力加载的多点电液伺服系统。

基于混合总线的分布式风电叶片全尺寸静力加载试验系统

针对风电叶片静力加载试验的特点,提出了一种基于混合总线的分布式风电叶片全尺寸静力加载试验系统,不仅所有节点可以全自动协调加载,而且单个节点也可以独立手动操作。人机操作界面与主控制节点通过RS485串行总线进行双向数据系统传输,主控制节点与多个从控制节点之间采用CAN总线星型拓扑结构,从控制器与变频器之间采用Modbus-RTU协议。通过现场人机监控可以观察、分析、记录和实时控制每个加载节点的拉力、挠度、油温及液位等参数。基于静强度系数法进行现场加载试验,结果表明:该静力加载试验系统操作简单,监控参数均能实时准确回传,加载力变化平滑稳定,加载速度和精度均达到了预定要求。

风机叶片多点静力加载试验解耦控制方法研究

风机叶片多点静力加载试验存在各加载点之间的交叉耦合情况,影响试验效果。对此,研究了叶片多点加载耦合基本理论,分别设计了离散变速积分PID和神经网络变速积分PID两种解耦控制器。仿真表明,这两种解耦控制器都能够实现多点解耦,且神经网络变速积分PID解耦控制器可以适应较大范围内叶片刚度的变化。现场试验进一步证明,神经网络变速积分PID解耦控制方案在保证一定加载精度的情况下,可以适应不同刚度,不同长度的叶片,而离散变速积分PID解耦控制方案在叶片刚度相近,特定长度的情况下可以获得良好的加载精度。

配筋砌块桥墩反复静力加载受力性能研究

考虑到大多数桥墩在地震中遭到破坏,设计了2根构件,并将其用于研究配筋混凝土小型空心砌块桥墩在反复拟静力加载下的受力、变形、变形回复及延性等性能。试验结果表明:配筋混凝土小型空心砌块桥墩在反复拟静力加载下表现出较好的回复变形能力和延性,砌体桥墩构件最终变形幅度较大且未完全失去承载能力,这些性能与典型的钢筋混凝土结构具有类似的抗震性能。

风电叶片五节点静力加载试验解耦控制系统研究

为解决风电叶片五节点静力加载过程中加载力之间存在的耦合问题,提出一种模糊控制与预测理论相结合的动态控制算法,并开发了相应的解耦控制系统。首先,对静力加载方案进行设计,根据静力加载的特点建立模糊预测控制系统模型,并对相关参数进行设置;其次,使用AMESim和Matlab/Simulink软件搭建控制系统的仿真模型,验证其可行性;最后,使用控制器搭建硬件平台进行现场试验。结果表明:采用模糊预测控制算法建立的解耦控制系统具有较好的动态控制效果,能保证加载力紧密跟随设定值的变化,满足加载力之间协调控制的要求。

风电叶片静力加载控制系统设计及验证

风电叶片静力加载过程中各个加载节点之间存在加载力耦合,导致加载不同步。因此,对多节点静力加载控制系统进行了深入研究。控制方案采用PC-主控制器-从控制器-检测装置的网络构架模式,通过Delphi进行数据采集及现场监控;为使5个加载节点同步加载,增强系统的抗干扰性,首次将动态矩阵控制(DMC)应用于风电叶片静力加载过程,达到较为精确解耦的目的。最后,将设计的控制系统应用于Aeroblade62-6.0型风电叶片的静力试验,结果表明,该系统控制效果良好,可以满足静力加载试验的要求。

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。

力热振联合试验静力加载技术研究

力热振联合试验是对全尺寸高速飞行器尾翼在加热、振动环境下进行静力加载的力学环境模拟试验,涉及多环境联合加载试验技术,其中静力加载是关键性的技术难题。本文根据热振联合试验环境特点,从柔性静力加载、载荷施加策略、静力及力矩平衡、静动耦合消除、加载控制技术、试验安全保护等方面,探讨了力热振联合试验中的静力加载技术,设计实现了静力加载系统,并成功应用于某大型力热振联合试验任务,该技术进一步拓展了多环境联合试验技术领域,可为此类尾翼联合环境试验提供更真实的试验技术平台。