[发明专利]一种基于重启动的实时混合试验方法

说明书

一种基于重启动的实时混合试验方法，涉及实时混合试验技术，为了解决数值模拟部分在既定积分时间间隔内无法完成计算导致混合试验无法开展的问题。本发明为在每一时间积分步内，试验加载系统恢复到起始状态，再加载从初始时刻到当前时刻的所有加载目标。本发明的试验数据准确、可靠。本发明适用于土木领域、交通领域、桥梁领域、航天领域和机械领域等。

技术领域

本发明涉及实时混合试验技术，具体涉及基于重启动的实时混合试验技术。

背景技术

混合试验是开展结构振动或动力性能研究的经济、高效方法，尤其实时混合试验方法对于大型复杂结构的复杂动力问题更是最有效的研究手段。实时混合试验方法将整体研究对象分成数值模拟部分和试验加载(试件)部分，两部分采用相同的时间步长并联机同步实时耦合完成整体研究对象的动力分析或性能评估。现有技术中为了保证两部分在线实时耦合，试验加载部分采用电液伺服加载系统完成实时加载以提高加载精度，数值模拟部分采用简化模型以节省计算时间。然而，数值模型简化会直接影响试验精度，甚至导致试验失败。数值模拟部分选用有限元代替简化模型，无疑会提高试验精度。然而遇到的关键问题是，有限元模拟计算时间较长，难以保证与试验对象的加载控制部分实时同步开展，进而无法开展实时混合试验。即使采用简化模型进行计算，也存在既定时间步长内不能完成计算的情况。

发明内容

本发明是为了解决数值模拟部分在既定积分时间间隔内无法完成计算导致混合试验无法开展的问题，本发明提供了一种基于重启动的实时混合试验方法。

一种基于重启动的实时混合试验方法，该方法为：

在每一时间积分步内，试验加载系统恢复到起始状态，再加载从初始时刻到当前时刻的所有加载目标。

优选的是，每完成一步加载后，试验加载系统和测试对象复位，恢复到起始状态。

优选的是，该方法包括以下步骤：

步骤一、初始时刻，通过数值模拟系统获得初始时刻的加载目标；

步骤二、将步骤一得到的加载目标发送给试验加载系统，试验加载系统进行加载，并将测得的试验数据反馈给数值模拟系统；

步骤三、试验加载系统和测试对象复位；

步骤四、进入下一时刻，数值模拟系统结合接收到的试验数据获得该时刻的加载目标；

步骤五、从初始时刻到当前时刻的所有加载目标一起发送给试验加载系统，试验加载系统进行加载，并将测得的试验数据反馈给数值模拟系统；

重复步骤三至步骤五，直至试验完成。

优选的是，数值模拟系统采用有限元数值模拟系统实现。

本发明解决了现有实时混合试验中数值模拟部分与试验加载部分无法同步实时运行，导致的实时混合试验不能开展的问题。数值模拟部分与试验加载部分无法实时同步运行，即为数值模拟部分运行时间过长而无法及时将计算所得的加载目标传递给试验加载部分，导致试验加载系统不能实时进行加载。在这种情况下，试验加载部分将停止加载，一直等到新命令生成后继续加载该命令，这使得实测试件反力严重失真，导致试验失败。本发明的基于重启动加载方式的试验方法，每次加载新目标之前均需对试验加载系统复位，然后将从初始时刻到当前时刻的所有加载目标时程全部传递给试验加载系统，复现试验加载系统从初始时刻到当前时刻的实际振动历程，从而向前推进一个积分步。

本发明在每次加载前对试验加载系统复位，数值模拟部分不需要实时运行，待数值模拟部分生成新加载命令后，试验加载系统实现从初始时刻至当前时刻的全过程实时加载，复现试验加载系统的全过程振动以获得真实的试验数据，本发明的试验数据准确、可靠。

本发明适用于土木领域、交通领域、桥梁领域、航天领域和机械领域等。

附图说明