网络化构造动力试验方式和技能
虚拟试验机程序设置虚拟试验机程序的设置相对简单一些。除了和真实试验机程序一样的网络参数外,双线性模型的初始刚度、二阶退化刚度以及恢复力和位移在拐点处的数值需要被确定。恢复力位移的双线性模型根据拟静力试验的结果而确定,二阶退化刚度大致取为初始侧移刚度的1/3.虚拟试验机程序也启动NetSLab与控制中心程序连接。
试验过程当所有试验机程序与控制中心程序连接起来后,整个试验过程由控制中心程序开始。控制中心程序进行整体结构时程分析,计算出本步的结构位移,然后将目标位移通过NetSLab平台发送给各个试验机程序。真实试验机程序接收到目标位移,将位移指令发送给特定试验设备的控制程序。试验设备的控制1程序控制作动器,使其运动至目标位移,并将测量的恢复力通过NetSLab发回控制中心程序。虚拟试验机程序接收到目标位移,将位移指令发送给数值分析程序,计算出反馈恢复力,并通过NetSLab发回控制中心程序。当接收到所有反馈后,控制中心程序继续计算下一步的目标位移。这样的循环一直持续到试验结束。
每步试验时间由3部分组成:远程控制PC和本地试验PC的网络通信时间、作动器加载过程时间和保证作动器稳定的等待时间。试验中,大部分时间耗费在后两者上,这与作动器本身加载能力及试验误差限值的设置有关,作动器反复的补偿误差消耗了时间。这次试验成功地验证了远程协同试验平台的可用性。
结论NetSLab网络平台可以通过互联网连接不同地点的结构实验室或试验装置,开展远程协同拟动力试验。远程协同试验中的一个关键问题是NetSLab网络平台对试验设备的远程控制。由于不同试验设备具有复杂各异的特点,因此实现试验设备控制的方法也不同。针对MTS试验系统,本文采用硬件连接和编程控制相对简单的外部命令控制方法,开发了远程试验平台的试验机程序,并且通过多跨桥梁结构的互联网协同控制试验,检验了试验平台与试验机之间的远程通信、数据传输和协同控制能力。试验研究结果证明,基于NetSLab的远程试验平台,将单个实验室整合为网络结构实验室,提高了试验能力,可以开展更为复杂结构的子结构远程协同试验。
目前,基于NetSLab的远程试验平台用于更复杂结构试验和更多用途的应用软件包还在进一步开发中,许多模块和功能尚待完善,很多问题还需深入研究解决,如控制中心程序计算模块的开发,可以利用现有的计算软件资源,以减少开发的任务量;争取实现网络平台和试验控制系统的标准接口,简化远程协同试验系统的建立过程,使更多实验室或试验设备可以加入到试验平台中。同时,NetSLab突破了国内教育科研网络防火墙的限制,在深入的试验研究中,需要考虑远程试验带来的管理和安全问题。此外,试验结果的可靠性和准确性还需进一步的研究验证。
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