[發(fā)明專利]一種載荷譜的生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011531309.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112560276B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王萌;張靜;黃澤煥;王家樂(lè);龔靖?jìng)?/a>;張玉璽;劉芳;鄧哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京強(qiáng)度環(huán)境研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G01N3/32;G06F119/14
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本發(fā)明涉及一種載荷譜的生成方法，其適用于靜載荷疲勞加載試驗(yàn)，所述載荷譜是根據(jù)載荷譜參數(shù)生成的各個(gè)載荷步的集合，其方法步驟包括根據(jù)載荷譜參數(shù)形成以載荷步為元素的組合、按執(zhí)行順序依次生成各個(gè)載荷步信號(hào)、將各個(gè)載荷步信號(hào)拼接形成載荷譜信號(hào)。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，算法程序穩(wěn)定可靠，適用于靜載荷疲勞加載試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種載荷譜的生成方法，其適用于靜載荷疲勞加載試驗(yàn)。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)技術(shù)，是用試驗(yàn)的方法觀察和研究結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及應(yīng)力、變形分布情況的一門實(shí)用工程學(xué)科。結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)就是在試驗(yàn)室的條件下，用試驗(yàn)裝置再現(xiàn)載荷及邊界條件，觀測(cè)和研究結(jié)構(gòu)的零部件的應(yīng)力狀態(tài)的試驗(yàn)。它不僅是驗(yàn)證結(jié)構(gòu)形式的合理性和結(jié)構(gòu)靜力分析正確性的重要手段，而且還為建立新的分析模型和工程理論提供結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，對(duì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及提高產(chǎn)品可靠性等方面起著重大作用。結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)大多是全尺寸試驗(yàn)，試件價(jià)格昂貴。因此要求加載過(guò)程有較高的精確度和可靠性。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)周期短，試件經(jīng)常改變，這給加載控制的選擇帶來(lái)較大的困難。

在結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)控制方面常見(jiàn)的控制手段為閉環(huán)數(shù)字控制。閉環(huán)數(shù)字控制的控制過(guò)程是周期性循環(huán)的，是按照預(yù)先編制好的程序在CPU的控制下進(jìn)行的。由CPU隨時(shí)計(jì)算出各加載點(diǎn)的給定加載值，并與實(shí)際加載值進(jìn)行比較，按一定數(shù)學(xué)模型計(jì)算出控制量，據(jù)此控制量驅(qū)動(dòng)電液伺服閥，調(diào)節(jié)作動(dòng)筒的上下腔壓力，達(dá)到控制載荷的目的。成熟的多通道靜力加載控制系統(tǒng)基本由國(guó)外壟斷，國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品功能完備，可靠性高，但與航天靜力實(shí)驗(yàn)規(guī)范、操作流程等并不完全匹配。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足和需求，本發(fā)明提出一種載荷譜的生成方法，該載荷譜具有底層可執(zhí)行性，其既能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)載荷譜的生成，也能夠?qū)λ鲚d荷譜進(jìn)行單步調(diào)節(jié)、單點(diǎn)控制、選擇譜段控制、指令追反饋和停止到零等操作，實(shí)現(xiàn)加載控制過(guò)程中指令信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，為自主控制器的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

(二)技術(shù)方案

一種載荷譜的生成方法，其適用于靜載荷疲勞加載試驗(yàn)，所述載荷譜是根據(jù)載荷譜參數(shù)生成的各個(gè)載荷步的集合，所述方法包括以下步驟：

S1.載荷譜參數(shù)的形成：所述載荷譜參數(shù)包括載荷步目標(biāo)值數(shù)組、載荷步參數(shù)、載荷步組、大載荷步、最終載荷譜；所述目標(biāo)值數(shù)組表示各個(gè)控制通道的控制指令的值；所述目標(biāo)值數(shù)組為多個(gè)，用以表示控制指令到達(dá)的目標(biāo)，并根據(jù)靈敏度轉(zhuǎn)換成用于計(jì)算的模擬量；所述載荷步參數(shù)即為執(zhí)行指令信息，所述載荷步參數(shù)包括到達(dá)目標(biāo)值的時(shí)間、運(yùn)行曲線的類型、重復(fù)到達(dá)目標(biāo)值的次數(shù)以及所到達(dá)的目標(biāo)值的編號(hào)，其中，到達(dá)目標(biāo)值的次數(shù)是指信號(hào)從起始值變化到目標(biāo)值后的次數(shù)為一次，返回原值再次變化到目標(biāo)值后為二次，依次類推；將不同的載荷步按試驗(yàn)要求進(jìn)行排序組合，以形成載荷步組，所述載荷步組為多個(gè)且彼此不同；將不同的載荷步組進(jìn)行排序組合，同時(shí)設(shè)置每個(gè)載荷步組的重復(fù)次數(shù)，以形成多個(gè)不同的大載荷步；由多個(gè)大載荷步進(jìn)而組合成最終載荷譜；

S2.載荷步集合的形成：所述載荷步集合指將載荷譜參數(shù)中的目標(biāo)值數(shù)組根據(jù)編號(hào)組成所有完整的載荷步參數(shù)并形成參數(shù)集合；將載荷步組、大載荷步和最終載荷譜組成由各個(gè)載荷步編號(hào)形成的數(shù)組，根據(jù)編號(hào)能夠索引到具體的載荷步參數(shù)；

S3.載荷步信號(hào)的形成：根據(jù)查表插值算法按照載荷步編號(hào)形成的數(shù)組中的順序生成各個(gè)載荷步信號(hào)；

S4.載荷譜信號(hào)的形成：按順序?qū)⒏鱾€(gè)載荷步信號(hào)拼接形成相應(yīng)的載荷譜信號(hào)。

所述步驟S3具體為：

首先，獲取固定的曲線信號(hào)基本點(diǎn)，選取一個(gè)周期內(nèi)的基本點(diǎn)，所述基本點(diǎn)由信號(hào)發(fā)生器生成；假設(shè)：

一個(gè)周期內(nèi)的正弦信號(hào)為：

一個(gè)周期內(nèi)的三角波信號(hào)為：