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工欲善其事必先利其器 强度试验利器不容错过

强度试验是指测定材料或结构承受力而不发生破坏的能力所进行的试验,借以观察和研究装置结构或构件在静载荷作用下的强度、刚度以及应力、变形分布情况,是验证装备的结构强度和静力分析正确性的重要手段。以飞机设计过程为例,需要对飞机的某些部件或者全机进行研究性或者验证性结构强度试验,以检验结构部件是否满足强度要求。

一、强度面临怎样困境?

 

 图1:传统强度试验业务面临许多困扰和挑战

 

1、物理位置受限,某些单位的强度试验设计方与试验方不在一个地方,在办公地理位置或者行政管理方面是分开的,设计方设计数据无法便捷传给试验方,地理位置受限导致设计方与试验方的数据沟通不畅,给交流带来一定限制;

2、试验测量得到的数据仅存储在试验现场采集设备的上位机,带来数据丢失的安全隐患,且由于网络限制,采集的数据无法及时交给设计人员分析使用;

3、强度试验不同专业的业务人员协作效率低。数据之间关联性差,无法直接进行分析计算,数据量大易出错,分析效率有待提升。

二、强度试验利器SEDIS系统

 

图2:系统应用流程

 

三维可视化强度试验贴片及监测系统(以下简称SEDIS)无缝集成三维CAD环境,以三维可视化方式准确描述应变片位置,定义应变片相关的属性信息,按照规则自动进行应变片检查,快速准确的完成数字化强度试验模型定义。SEDIS系统还能给应变片安装人员提供直观准确的安装位置,极大地提高了应变片设计安装的速度和准确度。应变片数据管理系统对应变片数据、版本、理论值、试验值等试验数据进行统一管理,支持试验数据的实时监测,实现了强度试验设计与监测数据统一,减少了数据传递过程的出错情况。

该系统可广泛应用于多个行业的强度试验贴片设计与监测。将贴片设计模型发至试验现场,贴片工作人员快速获取贴片位置信息,准确的进行应变片贴片安装,在试验过程设置需要监测的应变片,从而实时监测结构随载荷变化的应力应变情况。

 

图3:全机贴片模型

 

图4:窗户框试验贴片模型

 

三、SEDIS系统特色

1.应变片采用全三维方式表达

无缝集成与三维CAD环境,采取一定的处理方法以抽象简化表达方式在三维模型中显示强度试验贴片,达到贴片设计可视化效果,几何数据与非几何数据完全关联,将粘贴在贴片报告中的图片格式表达的应变片转换为全三维方式表达,达到所见即所得,实时的查看贴片位置、方向等信息,极大的提升设计效率。

 

图5:壁板三维贴片

 

图6:机翼三维贴片

 

2.支持应变片编号规则自定义

不同的设计单位对应变片的编号规则设置不一样,SEDIS支持个性化配置,无论何种规则,都能保证应变片编号唯一性,整个强度试验项目中每个应变片都有独一无二的编号,避免试验监测中造成数据混乱。

3.提供强大的贴片数据管理功能

建立应变片选择库,支持单个应变片数据录入和批量导入,为客户端应变片快速选择提供可靠准确的数据源。

基于试验项目对应变片设计数据、理论值、试验监测数据等进行可追溯的,统一的,实时的数据管理,实现对强度试验数据有效控制,提供数据的输入、输出、查询、统计等功能。

 

图7:贴片数据管理

 

4.便于安装人员进行贴片安装

SEDIS提供直观准确的应变片三维安装位置,同时支持将三维模型中应变片位置按照需要信息进行截图,指导工人准确快速的进行应变片安装,保证贴片安装与试验设计方案保持一致。安装完后输入通道标识和安装状态,以便试验分析人员进行实时监测和数据分析。

5.试验过程中的试验数据实时监测

强度试验分析人员在试验现场可在客户端或者服务器端选择关键位置或者感兴趣的应变片创建监测窗口,实现监测的应变片的试验数据分窗口、分组设置,最多可达64个监测窗口。通过实时监测,分析人员直接从三维视图中找到监测数据对应的测点,测点数据超过理论极限时,系统自动报警,通过报警鸣和报警灯的闪烁及时提示试验人员发现问题。

 

图8:监听配置

 

四、分享应用价值

作为专业的强度试验贴片设计软件,SEDIS实现贴片安装设计与实时监测同一平台、统一管理。方便结构强度试验过程中,试验设计人员进行贴片设计和试验测试人员现场安装应变片。SEDIS系统具有以下应用优势和价值:

 

 

图9:实时监测

 

采取一定的处理方法以抽象简化表达方式将具有一定几何外形尺寸的应变片和位移传感器实体在三维模型中显示,达到贴片设计可视化效果;

在三维环境中快速的进行强度应变片选择、安装、检查等;

快速准确的生成完整的数字化强度试验贴片模型定义;

建立了应变片数据仓库,实现几何信息和非几何信的完全关联,有效地保证所有数据的安全性;

建立统一的、实时的、准确的、可追溯的贴片设计数据与试验监测数据系统,实现对强度试验数据的有效控制和管理。

五、再现应用案例

 

 

图10:试验现场

 

上海某飞机设计研究院已经采用SEDIS系统进行大型客机的可视化强度试验贴片设计及监测。在进行整机的可视化强度试验贴片设计时,用了四天时间设计了五千余片应变片,设计效率提升了6-10倍。全三维方式的贴片设计,便于试验安装人员快速提取相关信息,准确的进行应变片安装。试验过程中实时监测功能实现了应变片数据曲线显示,试验数据和理论数据的实时对比,提高数据分析的效率。目前三维可视化强度试验贴片及监测系统SEDIS系统的单位已经成功应用到多家单位,未来将服务于更多行业领先客户!

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