疲劳试验控制模式转换技术研究范文

《工程与试验杂志》2014年第四期

1试验方案

根据FlexTest200系统帮助手册，模式转化功能的应用主要包括以下方面：作动筒固定———模式转换在必要时，把作动筒固定到试验件或者固定装置；起落架试验———模式转换在需要时，对起落架进行试验或者通过起落架施加载荷到机身；襟翼试验———模式转换到位移控制来重新用位移定位襟翼；静力试验———当试验件破坏时，模式转换到位移控制；位移系统———当出现内部互锁时，将模式转换到位移控制来保持机身处于当前位置。按照模式转换功能的应用方向，结合飞机结构强度试验中的需要，在如图2所示的框架中进行以下3个验证试验：（1）对单个位控作动筒进行模式转换控制，实现模式转换功能，验证模式转换的原理。（2）在破坏试验或者试验支持中，当发生破坏或者支持载荷达到一定大小，为了保持当前状态，需要保持当前位移不变，通过模式转换，力控转换为位控，把当前位移反馈作为位移命令实现。用单个位控作动筒进行试验，验证上述应用能否实现。（3）在高载试验过程中，由于载荷谱中的命令有可能与试验中的实际反馈差距较大，在模式转换过程中，可能出现作动筒指令瞬间变化较大的情况。用一个位控作动筒与两个力控作动筒验证上述情况出现时位控点跟随性是否良好，以及对力控加载点的影响情况。

2试验配置

在FlexTest200系统AeroPro软件中，控制模式是由用户分配的输入通道的类型决定的。一旦用户为某一通道分配了输入信号的类型，其当前控制模式（ActiveControlMode）和默认控制模式（De－faultControlMode）就确定了。当前控制模式是指该控制通道在当前状态下的控制模式，如果用户将某一通道定义为位控通道，其当前控制模式和默认控制模式就是位控模式。反之，如果将其定义为力控通道，其当前控制模式和默认控制模式就是力控模式。当某一控制通道同时有多个输入信号时，其当前控制模式和默认控制模式根据用户首先选择的输入信号决定。例如，一个控制通道同时有位移反馈输入和力反馈输入时，如果用户首先为该控制通道分配的是力反馈输入，其当前控制模式和默认控制模式就是力控模式，反之就是位控模式。当前控制模式和默认控制模式可以在输入通道的属性中进行更改。模式转换改变的就是控制通道的当前控制模式。本次验证试验设置3个加载点，1＃加载点为位控加载点，包括位移和力2个反馈输入，2＃和3＃加载点为力控加载点，只有1个力反馈输入。进行验证试验（1）和（2）时，只使用1＃加载点，进行验证试验（3）时，3个加载点都使用。根据试验要求，设置了控制模式F和控制模式P。控制模式F为1＃点力控，控制模式P为1＃点位控。控制模式F和P之间的转换可通过3种方式实现：（1）如图5左所示，添加为快捷键的动作，在试验加载时点击快捷键执行；（2）在动作组中添加模式转换动作组，如图5右所示，在载荷谱的行开始动作和行结束动作都可以调用，如图6所示；（3）在事件中调用，当事件发生时调用模式转换动作，如图7所示。

3试验结果

根据试验方案，设置加载表（如表1所示）。载荷可以根据试验需要随时修改，设置载荷谱如图6所示。进行验证试验（1）和（2）时，只使用1＃加载点，2＃和3＃加载点脱开，关闭2＃和3＃加载点的油路。根据试验中的需要，可以适当增大或减小载荷表中的命令。进行验证试验（3）时，同时使用3个加载点，2＃和3＃点的命令保持在3000N。图8是进行验证试验（1）时模式转换后的命令和反馈变化情况。在位控－力控模式转换后，位控命令变为0mm，力控命令变为－2282N。说明系统为了保持当前状态稳定，在位控－力控模式转换后，力控命令并没有立即变化为载荷谱中的命令，而是与当前力反馈相等。图9是进行验证试验（2）时，当1＃点载荷超限时，执行力控－位控模式转换后的命令和反馈变化情况。1＃点力反馈设限为5000N，当超限时设置系统动作为力控－位控模式转换。超限时，控制模式立刻切换为位控模式，位移命令保持在力反馈超限时位移反馈－337．4N，力载荷降为4838N，稳定地保持了当前状态，相对于超限时的5000N变化不大，说明模式转换功能可以应用在破坏试验和支持试验中，用位控模式保持当前状态不变。图10是进行验证试验（3）时的各点命令反馈变化情况。由图10可以看到，1＃点执行位控－力控模式转换后，1＃点的命令在5s内由3000N变化到7000N，对2＃点和3＃点的影响较大。所以，如何减小模式转换时对其他点的影响，这也是以后的一个研究方向。

4结束语

由于试验条件有限，模拟试验的载荷不大，但还是很好地验证了模式转换功能的原理和应用方向。在以后的试验中，应继续摸索模式转换功能的使用方法和注意事项，为尽快在正式试验中应用模式转换功能做准备工作。

作者：吝继锋 陈戈 张革命 单位：中共山西省委党校