結(jié)構(gòu)全壽命安全保障體系及集成研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)的安全性一直是工程中普遍關(guān)心的重要問(wèn)題，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)逐漸發(fā)展到疲勞斷裂統(tǒng)一理論，結(jié)構(gòu)安全保障手段已向多方法、微小化、網(wǎng)絡(luò)化和全壽命在線保障與監(jiān)測(cè)發(fā)展，建立全壽命安全保障系統(tǒng)，涉及材料、機(jī)械、力學(xué)、電子等學(xué)科的交叉融合。隨著MEMS (MicroElectroMechanical System) 加工尺度向下發(fā)展，微器件中一些被忽略的物理效應(yīng)逐漸發(fā)揮作用，因此本文還在這方面展開(kāi)研究。全文主要研究?jī)?nèi)容與成果如下： (1)充分考慮

2、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)載荷與實(shí)際服役載荷的差異，將能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的壽命。在結(jié)構(gòu)全壽命安全保障架構(gòu)下，發(fā)展了結(jié)構(gòu)壽命指針技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位所受的載荷，在線分析損傷演變，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余壽命，實(shí)施結(jié)構(gòu)的壽命監(jiān)測(cè)。利用現(xiàn)場(chǎng)總線組成壽命監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)的壽命指針網(wǎng)絡(luò)。為滿足結(jié)構(gòu)安全保障中信號(hào)處理的需求，研制和發(fā)展了幾種信號(hào)放大器。 (2)CAN (Controller Area Network)總線技術(shù)實(shí)時(shí)性好，性價(jià)比高，但

3、這種事件觸發(fā)型現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)利用率較低，針對(duì)CAN總線在分布式系統(tǒng)中的應(yīng)用，利用微控制器的硬件定時(shí)器，結(jié)合軟件編程，提出了一種CAN總線的時(shí)間觸發(fā)調(diào)度方法。以該方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的總線利用率和傳輸誤碼率的實(shí)驗(yàn)研究表明，該方法可大幅提高CAN總線的網(wǎng)絡(luò)利用率。 (3)通過(guò)控制電磁模擬開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，結(jié)合程控儀表放大器，實(shí)現(xiàn)了一種柔性化電橋配置技術(shù)。針對(duì)自動(dòng)化測(cè)量與控制系統(tǒng)中對(duì)大量控制端口的需求，采用可編程邏輯器件，將它編程為移位寄存器

4、組、鎖存器組、地址選擇邏輯三個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)了一種總線式控制端口擴(kuò)展技術(shù)?？偩€式控制端口擴(kuò)展技術(shù)通過(guò)內(nèi)置的芯片地址選擇邏輯，利用多個(gè)控制端口擴(kuò)展模塊組成總線式網(wǎng)絡(luò)，可獲得大量控制端口。 (4)結(jié)構(gòu)安全保障離不開(kāi)強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，目前的全機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以集中或集散式系統(tǒng)為主，且不易擴(kuò)大采集規(guī)模。分別基于現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)技術(shù)，研制了用于全機(jī)試驗(yàn)的分布式數(shù)據(jù)采集單元，并簡(jiǎn)要分析了兩種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)間延遲，討論了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。