基于CompactRIO的發(fā)動機連桿疲勞試驗系統(tǒng)研究

　　3.2.2.2加載載荷的監(jiān)控

　　加載載荷監(jiān)控包括三個方面：連桿拉壓載荷監(jiān)控、液壓缸上油腔壓力監(jiān)控、液壓缸下油腔壓力監(jiān)控，三個載荷都通過CompactRIO 9201模塊采集，在監(jiān)控界面上實時顯示波形圖。其中拉連桿壓載荷的測量通過Interface拉壓力傳感器，兩個液壓缸油腔的壓力測量通過KISTLER壓力傳感器。

　　3.2.2.3安全故障的監(jiān)控

　　保證試驗安全是重中之重，本試驗系統(tǒng)針對存在安全隱患的部分進行監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)故障后進行相應的處理。這部分是軟件通過CompactRIO 9401DI/O模塊和CompactRIO 9485SSR模塊實現(xiàn)的：CompactRIO 9401DI/O模塊實時監(jiān)視液壓系統(tǒng)電源開關信號，控制柜電源開關信號，液壓泵站油壓、溫度、泄漏、液位信號狀態(tài)，當狀態(tài)不正常時，由CompactRIO 9485SSR模塊切斷相應部分的開關，確保試驗安全。

　　3.2.3數(shù)據(jù)的處理

　　如圖4所示，試驗系統(tǒng)針對每種信號都有相應的NI硬件進行采集。CompactRIO 9014的RT和FPGA模塊保障了數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、存儲的實時性和可靠性，LabVIEW的公式節(jié)點和XY波形圖可對數(shù)據(jù)進行較好的分析。針對疲勞試驗時間長、數(shù)據(jù)量大的特點，數(shù)據(jù)的處理采用LabVIEW中的TDMS數(shù)據(jù)流。

　　四. 試驗系統(tǒng)現(xiàn)場成果

　　4.1硬件現(xiàn)場效果

　　4.1.1系統(tǒng)功能

　　(1)用于發(fā)動機連桿拉壓疲勞試驗，并對試驗結(jié)果作出相應評估;
　　(2)可作為發(fā)動機零部件靜載試驗的加載系統(tǒng);
　　(3)使用靜態(tài)應變儀可以測試被試件的應力、應變狀態(tài)。

　　4.1.2性能指標

　　(1)加載形式：拉力壓力可連續(xù)單獨調(diào)節(jié)，可達到任意負荷比;
　　(2)壓力范圍：0～28Mpa，手動調(diào)壓;
　　(3)脈沖頻率：≤22HZ，連續(xù)可調(diào);
　　(4)加載波形：非對稱正弦波;
　　(5)控制精度：拉壓載荷≤4%，加載頻率≤2%。

　　4.1.3組成結(jié)構(gòu)

　　4.2軟件效果

　　打開程序后，進入了程序主界面，主界面將程序分為三個主要模塊：試驗設置、實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。同時還有關于部分介紹試驗系統(tǒng)相關信息以及退出系統(tǒng)按鈕。

　　點擊“關于”按鈕后，出現(xiàn)介紹整個試驗系統(tǒng)基本信息界面。

　　點擊“試驗設置”按鈕后，進入試驗設置界面。

　　試驗設置主要分為三個部分：試驗基本信息、試驗系統(tǒng)參數(shù)和連桿試件參數(shù)。設置參數(shù)可以手動輸入，也可以載入歷史記錄。選擇不同的試驗類型(拉伸靜載試驗、壓縮靜載試驗、小頭動態(tài)疲勞試驗和大頭動態(tài)疲勞試驗)時，與之相應的參數(shù)會顯示出來進行設置。

　　點擊“實時監(jiān)測”按鈕時，會出現(xiàn)監(jiān)測界面。試驗監(jiān)測時，有以下信息：

　　(1)四個波形圖顯示控制波形、加載載荷、拉伸壓縮載荷(可選擇顯示)、應變波形(可選擇顯示);
　　(2)六個指示燈顯示液壓系統(tǒng)電源開關信號，控制柜電源開關信號，液壓泵站油壓、溫度、泄漏、液位信號狀態(tài);
　　(3)時間顯示以及循環(huán)次數(shù)顯示都是實時顯示疲勞試驗進行程度;
　　(4)位移判定范圍、應變判定個數(shù)及范圍都是實時設定監(jiān)測連桿試件疲勞狀態(tài)方式;
　　(5)初始置零消除各傳感器無信號時干擾，循環(huán)置零使循環(huán)數(shù)清零;
　　(6)頻率和伺服閥控制信號(正負放大系數(shù))實時可調(diào)以調(diào)整試驗狀態(tài);
　　(7)三路應變的峰值谷值實時顯示;
　　(8)系統(tǒng)拉伸壓縮載荷極值顯示目前可達到的載荷極值;
　　(9)連桿所受最大拉伸和壓縮載荷實時顯示;
　　(10)NI 9263、NI 9205、NI 9237超時指示燈顯示三個板卡超時狀態(tài)。