Remote collaborative pseudo-dynamic testing system based on acquisition board control

In this paper, NetSLab network platform for remote collaborative pseudo-dynamic testing, which was developed recently by a research group led by the Hunan University, is presented. Aiming at MTS system which is widely used in structural testing, the control method with acquisition board was investigated in this study to realize the communication interface between NetSLab and MTS system, and open up the remote collaborative pseudo-dynamic testing system. Using the developed testing system, a collaborative pseudo-dynamic testing on LAN was carried out successfully. The result manifests that the data transmission and collaborative control can be implemented accurately between NetSLab and MTS system, so that the usability of the testing system is validated.     

Internet-based collaborative pseudo-dynamic testing of multi-span bridge structure

In this paper, the first Internet-based collaborative pseudo-dynamic testing of a multi-span bridge system in mainland China is presented in detail, which has been carried out by the collaboration of Hunan University (HNU), Harbin Institute of Technology (HIT) and Tsinghua University (TU) in mainland China, and the University of Southern California (USC) in the USA. The prototype system of Russion River Bridge at Southern California in America is illustrated. Different testing specimens, testing equipments and substructure boundary conditions at HNU and HIT laboratories are described. A network protocol platform for collaborative pseudo-dynamic testing, called NetSLab, and some function modules developed on the use of its standardized interface are introduced. Aiming at the MTS system widely used in structural testing, two approaches are presented to implement the communication interface between NetSLab and testing equipment, respectively, studied by HNU and HIT. The integrated networked testing system and collaborative testing procedures are presented. The testing results manifest that the networked collaborative testing system with powerful capability provides a testing platform with good coordination for complex models or actual structures, and achieves remote sharing of testing equipments.     

桥梁结构远程协同拟动力试验平台开发

基于网络化结构实验室NetSLab系统的通讯功能,开发了梁式桥结构远程协同拟动力试验平台.该平台由控制中心、真实试验机、虚拟试验机3个模块组成.控制中心组织整个试验流程,协调数据通信,并进行整体结构数值分析;真实试验机和虚拟试验机分别采用试验设备和数值模拟来获取试验和计算子结构的恢复力.真实试验机和MTS液压伺服系统之间的通讯采用湖南大学开发的标准ActiveX控件,用于位移指令的发送和试验反馈数据的采集.通过网络通讯速度测试和网络环境调查,结合拟动力试验的特征,建立了可靠的远程协同试验通讯事务处理框架.利用开发的试验平台进行了一系列桥梁结构的远程虚拟协同拟动力试验,验证了该远程混合试验平台的可行性.     

Network platform for remote structural testing and shared use of laboratories

This paper presents a network platform developed for remote testing of scaled model or prototype structures and structural elements. The network platform, NetSLab, was developed based on the client/server concept along with a proposed data model and the communication protocols. The platform is capable of transferring the control and feedback data as well as signals among remotely located structural testing laboratories or computers connected by Internet. Several concepts were introduced to develop the platform and to provide relatively easy and friendly interface for applications and further enhancement. Trial and actual tests were successfully carried out at the Hunan University, China and the University of Southern California, USA. Models simulating bridge piers and piles or building substructures were subjected to recorded earthquake ground motions, and the tests were controlled remotely over the Internet using the platform.     

多层框架结构远程协同拟动力试验方法研究

针对国际土木结构试验的网络化发展的趋势,研究了多层剪切型结构模型的远程协同拟动力试验方法,建立了任意选取层子结构时整体结构的动力方程,通过分析三层房屋结构不同的子结构选取方式来研究试验子结构边界条件的模拟.为了验证该试验方法,进行了四层框架结构的远程控制拟动力试验.通过两种不同的子结构选取方式进行对比分析,试验结果表明,本文提出的试验方法是可行的,也为异地不同的实验室之间同时进行数个子结构的多层房屋结构的远程协同拟动力试验提供了可能.     

NetSLabOSR远程协同拟动力试验平台的开发研究

为了推进拟动力试验方法的研究与应用,基于NetSLab提供的通讯功能,开发了通用建筑结构远程协同拟动力试验平台NetSLabOSR.NetSLabOSR运用NetSLab所提供的通讯模式,从结构远程协同试验的角度,解决了异地计算机之间远程通讯问题,实现了操作信息的传送控制、及时反馈.采用自带的数值模拟功能和利用OpenSees进行数值模拟,NetSLabOSR试验平台能够实现传统本地子结构拟动力试验和分布式远程协同子结构拟动力试验.利用NetSLabOSR试验平台,对钢管混凝土柱-钢梁组合平面和空间框架结构进行了子结构拟动力试验研究.子结构拟动力试验验证了NetSLabOSR试验平台的有效性、稳定性,且具备良好的通讯性能与试验精度.     

基于ABAQUS的子结构拟动力试验方法研究

子结构拟动力试验将整体结构分为数值子结构与试验子结构,数值子结构通常采用研究人员自行编制的程序。研究了以ABAQUS为核心计算软件的子结构动力试验方法,介绍了利用Python语言编制的有限元软件接口,包括利用socket实现数据通讯、ABAQUS数据库的读取与写入以及利用Python在ABAQUS中建立分析步等。利用提出的方法进行了简单的虚拟试验,并与ABAQUS整体分析结果进行比较。比较结果显示了方法的可行性。通过对不同结构的虚拟实验,验证提出的软件通讯接口具有一定的通用性。     

高强钢筋高强混凝土框架结构拟动力试验研究

采用MTS公司生产的液压伺服加载系统对1/2比例单跨二榀二层框架模型进行拟动力试验,研究配有高强钢筋高强混凝土框架结构抗震性能.试验采用经过调幅的具有不同地震加速度峰值的3种地震波作为激励进行加载,共采用11种工况.重点研究了这种结构在地震过程中动力特性的变化、裂缝出现情况、滞回性能、弹性和弹塑性阶段的地震反应及抗震性能.试验结果表明:此类高强混凝土框架结构具有较好的抗震性能.该试验研究成果为在地震区采用高强混凝土框架结构提供了一条有效的途径.     

结构拟动力试验方法综述

介绍了拟动力试验的特点,对国内外拟动力试验的研究现状进行了评述,对拟动力试验的基本原理与实现技术进行了介绍,并着重阐述了拟动力试验存在的问题和需要进一步研究的方向。     

隐式动力子结构试验的稳定性分析

探讨了当试验子结构是动力系统时等效力控制方法的仿真方法,提出了一种结合数值仿真确定算法放大矩阵的方法,运用谱半径法研究了等效力控制方法的算法稳定性.研究表明,随质量比、频率比的增大,算法的稳定界限减小;随阻尼比的比值、控制器增益Kp的增大,稳定界限先增后减.与显式方法相比,等效力控制方法的稳定性较好.     

轮胎印痕应力分布测试系统的研究

介绍了轮胎印痕应力分布测试系统；该系统是利用美国ＭＴＳ８６０－４０型轮胎耐久试验机开发出来的，用于测量轮胎与地面接触时印痕内的应力分布。从力学角度分析轮胎使用特征，达到指导轮胎结构设计、改进生产工艺的目的。     

控制随机加载用的GAUSS软件的改进

本文对从美国MTS公司引进的控制随机加载用的CAUSS软件进行了改进。分析和试验的结果表明,用改进后的软件控制随机加载的疲劳试验,可节省35％的试验机时。     

远程USB主机的解决方案与实现

为了克服通用串行总线(USB)的硬件结构对其传输距离作出的限制,基于Windows的USB系统软件结构,在分析了USB规范的基础上,提出了远程USB系统的架构和软件组成,使得其能够在不修改已有USB目标设备驱动程序的基础上,无缝地支持远程的USB子系统.该方案通过程序实现和性能分析表明,它具有高效和高度可移植性.     

基于Matlab-OpenSEES混合编程的子结构试验系统

利用Matlab的强大矩阵运算功能、以及OpenSEES的开源特性,采用混合编程方法,建立了基于MatlabOpenSEES的子结构混合模拟试验系统.详细介绍了子结构混合模拟系统的组成及其原理,即Matlab模块、OpenSEES数值子结构模拟模块以及两者的接口.其中,Matlab模块主要实现运动方程计算、试验子结构加载控制以及数据采集功能;OpenSEES数值子结构模拟模块为子模块,实现子结构的数值模拟分析,供Matlab模块调用;接口可通过读写文本或Socket通信变量实现两者数据传输.该系统可以直接在外接的计算机上编程独立实现,再通过数据采集卡与电液伺服设备控制系统硬件的I/O(输入/输出)通道连接即可,从而避开了设备控制系统复杂的底层编程技术,减少了对控制系统本身的要求,降低了试验难度和费用.通过3个大比例尺结构试验模型的系统子结构混合模拟试验结果,验证了所提出的子结构试验系统的可行性.     

光伏系统的远程监控技术与实现

总结了几种应用在光伏系统中具有普遍实用性的远程监控技术方案,并给出了它们的实现原理．在此基础上开发了基于485总线和Internet网络技术的光伏远程监控系统,实现了对光伏系统运行状态的远程实时监控．该监控系统由监控终端、主控机及异地机系统组成,通过网关服务器软件和Internet网络实现远程监控．系统运行结果表明该方案是可行的．     

子结构拟动力试验的模型修正法

分别针对剪切模型和杆系防屈曲支撑模型,采用有限元软件OpenSEES整体时程分析方法,研究了试验子结构数量对子结构拟动力试验结果的影响。结果表明:随着试验子结构数量的增多,试验结果精度逐渐提高,呈现出近似二次抛物线形变化规律。在构件数量较多结构体系中,试验子结构数量较少时,子结构拟动力试验的精度不高,试验的意义不大。针对一个单跨两层带斜撑框架模型,基于OpenSEES进行虚拟子结构拟动力试验,采用最小二乘法,利用试验子结构观测数据,在线识别试验子结构的恢复力模型参数,并实时修正与试验子结构有相同恢复力特性的数值子结构恢复力模型。不同试验工况下试验结果对比表明:即使试验子结构数量受到限制,在子结构拟动力试验过程中,基于最小二乘法模型修正方法可以显著提高子结构拟动力试验的精度。     

应用MTS-Schenk系统的实时子结构实验

针对实时子结构实验的实施和应用,介绍了实时子结构实验原理和由美国MTS公司的FlexTest GT控制系统和SCHENCK液压伺服作动器所构成的MTS-SCHENCK实验系统的应用.利用MTS-SCHENCK实验系统对一安装粘滞阻尼器的单层框架结构进行了实时子结构实验,实验中粘滞阻尼器为实验子结构,其余部分为数值子结构.在实验中采用三次外插方法补偿实验系统的时滞,实验与计算结果吻合很好.实验证明利用MTS-SCHENCK系统可以满足实时子结构实验对实验系统的要求,且实时子结构实验可以很好地反映速度相关型阻尼器的性能.     

一种远程控制测试驱动器的设计与实现

测试驱动器是自动化测试系统重要组成部分,对自动化测试的效率有重要影响.对远程控制相关技术进行了研究,并针对被测试对象间相对独立的组件可并发地进行测试的特点,设计实现了一种基于远程控制的测试驱动器,应用于局域网中进行功能测试.实验结果表明,该测试驱动器能有效提高测试用例的执行效率.     

一种多塔机智能安全监控系统的研究与实现

防碰撞算法是塔机安全监控系统的关键技术之一,而目前商品化的产品中均未考虑吊装物摆动的影响,其远程监控系统中集中监控模式也不适用于塔机群大数据流。基于此,首先根据吊装物摆动特性设计出了一种考虑吊装物摆动的防碰撞算法,该算法在不添加额外传感器的情况下,由绳索实时张力与吊装物重力的关系得出实时的摆动角度,从而得出吊装物在每个时刻可能到达的位置。其次,基于云计算平台设计了多塔机智能安全监控系统,包括本地监控系统与远程监控系统两部分。利用GPRS-Internet无线传输网络将本地数据传输到远程监控终端,实现多塔机的统一监控和协同管理。经程序测试,系统可稳定工作且运行可靠,能够保障塔机的运行安全,满足市场需求,具有良好的应用前景。     

基于Internet的远程过程控制实验系统设计

介绍了基于Internet的远程过程控制实验系统的总体结构,简单描述系统中采用的PCT-II过程控制实验平台的硬件结构.然后详细介绍了远程实验代理服务器和远程实验用户工作站两部分的软件设计.远程实验代理服务器利用Labwindows/CVI软件设计,实现水箱液位的PID控制;远程实验用户工作站利用Eclipse/Java设计,实现远程过程控制实验.测试结果表明,该系统能够很好地满足远程过程控制实验要求.