论文基于虚拟仪器桥式起重机主梁应变采集系统设计是关于本文可作为相关专业桥式起重机论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文桥式起重机十不吊论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：主梁是桥式起重机的重要组成部分及主要受力元件.为防止发生生产事故,需采集起重机主梁受力数据进行主梁寿命分析.设计了基于虚拟仪器的桥式起重机主梁应变采集系统.系统硬件主要包括传感器、连接器、数据采集卡、无线数据传输组、POE供电器和上位机.软件部分包括访问计算机中NI软硬件资源的接口软件NI MAX和进行主梁应变数据显示、存储的LabVIEW程序设计.通过该系统对50/10 t桥式起重机主梁进行多位置、多工作日应变数据连续采集,得到主梁关键位置受力数据.运行结果表明,该主梁应变采集系统运行稳定,各通道任务信号准确,采集终端存储数据完整,满足测试任务要求,为后续主梁疲劳分析、准确预测该起重机主梁剩余使用寿命提供了重要数据支持.
关键词：数据处理；主梁；虚拟仪器；LabVIEW；数据采集
中图分类号：TP274文献标志码：A
刘文学, 闫龙, 赵少鹏.基于虚拟仪器的桥式起重机主梁应变采集系统设计[J].河北科技大学学报,2015,36（1）：5862.
LIU Wenxue, YAN Long, ZHAO Shaopeng.Design of bridge crane girder strain acquisition system based on virtual instrument[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2015,36（1）：5862.桥式起重机是在固定跨间内装卸和搬运物料的一种机械设备,能减轻笨重体力劳动,提高作业效率,主要用于大型加工企业,如钢铁、冶金、建材等行业,被称为工业企业的“脊梁”[12].主梁是桥式起重机的重要组成部分,也是主要的受力元件.在高载荷、高频率的工作过程中,主梁易发生疲劳受损,而疲劳受损的不断累积最终可能造成疲劳失效.一般情况下疲劳失效发生突然,易造成安全事故和经济损失,而主梁疲劳失效通常也意味着整台桥式起重机寿命终结[34].因此在桥式起重机使用过程中监测主梁关键位置受力情况,采集主梁受力数据进行疲劳分析,对于保障人身财产安全、提高起重机使用寿命具有重要意义.
图1主梁应变检测布点图
Fig.1Distribution sketch of girder strain detection
本文研究对象为某钢厂所用50/10 t桥式起重机,主梁跨度13 m,主梁应变检测布点见图1.通过ANSYS Workbench对该起重机主梁进行多工况有限元分析,得到主梁各工况应力云图、变形云图.分析结果表明主梁两端变截面处存在应力集中,上、下盖板和腹板连接处应力值亦较大,这些区域易在起重机使用过程中产生疲劳破坏,应在后续贴片检测中设置测点.
1系统硬件设计
NI cDAQ（national instrument compact data acquisition）是由NI公司推出的独立式数据采集系统,包含机箱、NI C系列I/O模块及软件,可满足任何电子或传感器测量系统的需求[56].本文以NI cDAQ为基础设计了起重机主梁应变采集系统,实现主梁受力实时采集以及数据连续存储,能够满足起重机主梁疲劳分析中对于关键位置应变数据采集的要求.
起重机主梁应变采集系统包括数据采集模块、数据传输模块和数据接收模块3部分.
1.1数据采集模块
数据采集模块包括传感器、连接器和数据采集卡,是采集系统的最前端,是保障主梁应变数据采集准确性的关键.
传感器：在应变测量中,薄导体应变片粘贴在受力物体表面,可将被测对象的变形转换为电阻值变化.本次主梁受力采集传感器选用单轴电阻应变片,阻值为120 Ω,泊松比为0.3.为减小系统误差,应选取同一品牌、同一批次应变片.
连接器：应变片和数据采集卡之间为适配器和RJ50线缆,该连接器为数据采集卡配套元件.
数据采集卡：系统数据采集卡采用NI公司生产的C系列I/O高速电桥模块NI 9237（见图2）,该模块为4通道、±25 mV、24位分辨率,最高采样速率达50 kS/s,半桥和全桥完整编程,内部激励可达10 V,可兼容智能传感器[7].
因本次测试任务对主梁多位置点进行应变数据采集,系统包含多个数据采集卡,故选用NI cDAQ9188机箱（见图3）.NI cDAQ9188是一款8槽以太网机箱,适合远程或分布式测量,可同时运行多个硬件定时模拟I/O、数字I/O或计数器/定时器操作.单个NI cDAQ9188机箱可测量最多256路通道的电子、物理、机械或声音信号.
图2高速电桥模块NI 9237
Fig.2Highspeed bridge module NI 9237图3NI cDAQ9188机箱
Fig.3NI cDAQ9188 chassis1.2数据传输模块
钢厂车间环境复杂,起重机处于高频率、高载荷工作状态,如将计算机等采集设备完全置于起重机上,既不便于操作人员进行主梁受力检测,又易造成测试设备损坏.由于采集端和主梁测点线缆连接,必然置于起重机上,故可将上位机置于安全区域.实验发现,当采集端计算机距主梁测点较远时,线缆电阻对于测试信号影响明显,数据采集结果可信度降低,且生产现场不宜大量长距离布线,综合考虑决定采用无线数据传输方式.
图4无线基站AT5150
Fig.4Wireless base station AT5150
本次无线数据传输系统由4个高速无线数据采集基站AT5150（air terminal5150,见图4）组成.该基站具有高稳定性、高速率、使用距离远、抗干扰能力强及支持多地点同时采集等优点,其带宽可达150 M,因此可满足高数据量的传输.每个AT5150无线基站在网络中有2个模式可选：当用作数据采集接收端时,和PC机相连,即选择Access Point模式；当用作数据发射端时,和数据采集卡相连,即作为Station使用.
总结:此文是一篇桥式起重机论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
参考文献：
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