基于DASYLab的摩擦焊实验数据采集系统软件平台研究

摘要

随着世界陆地油气资源的日益衰竭，海上资源的开发与利用得到了显著地重视。在深水环境中，海洋钢结构由于海浪冲击、海水腐蚀等自然环境造成的疲劳裂纹、凹坑、腐蚀等现象不可避免，因此从近海到深海的资源勘探与开发中，为保障海洋设备的使用寿命和安全性，加大了对海洋深水结构物的维护技术的研究。海洋深水环境与陆地环境不同，传统的连接技术深水环境中受到了限制。摩擦叠焊技术在深水环境的钢结构物裂纹修复中应运而生，成为一种新型固相连接技术，其特点就是不受水环境和高压环境的影响，受到了各石油开采国的高度重视。本文依托于“十二五”国家863计划、国家自然科学基金等项目计划，进行了摩擦叠焊单元成型过程工艺参数与接头质量关系等相关工作的研究。 本文以WAVEBOOK/516E数据采集器及其WBK系列拓展调理模块为数据采集基础设备，在DASYLab软件支撑下，通过对过程量的信号分析与处理，利用虚拟仪器测试技术完成摩擦叠焊多工艺参数的同步采集、分析和动态状态监测。在不同焊接参数条件下，对Q345钢材料摩擦叠焊工艺中的温度和扭矩进行测试，分析其变化规律，找出摩擦叠焊过程中热输入量对接头质量的影响。利用声发射过程检测技术，根据声发射源的能量、幅度、振铃次数等波形特征值在传播过程中的变化情况，分析摩擦叠焊过程中的摩擦状态变化情况，能通过摩擦状态预测判断接头质量的好坏。 本文的创新之处在于:首次以DASYLab软件设计为系统核心，搭建了摩擦叠焊动态数据监测平台，分析了多工艺参数对摩擦叠焊接头质量的影响关系，利用动态监测预测焊接接头的成形质量;并以摩擦叠焊过程中温度、摩擦扭矩测试为基础，为摩擦叠焊温度场和应力场的的仿真模拟提供数据支撑;以声发射过程状态监测技术对焊接过程中的摩擦状态进行识别，为研究摩擦叠焊单元成型机理提供指导作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文选题的背景

1．2 摩擦叠焊技术及国内外研究进展

1．2．1 摩擦叠焊技术介绍

1．2．2 国内外研究进展

1．3 测试系统的建立

1．3．1 测试系统的建立意义

1．3．2 虚拟仪器测试系统的建立

1．3．3 DASYLab软件的应用现状

1．4 本课题研究的内容及意义

第二章 信号与测量系统基本理论

2．1 信号与测试系统基础

2．1．1 信号类型与描述方法

2．1．2 摩擦焊接测试信号

2．2 测试系统基础

2．2．1 信号采集

2．2．2 信号处理与分析

2．3 本章小结

第三章 摩擦焊试验测试系统平台

3．1 摩擦焊实验数据采集系统平台

3．1．1 摩擦叠焊实验原理样机介绍

3．1．2 试验平台液压系统

3．1．3 试验数据采集系统

3．2 主采集器wavebook／516E以及调理模块

3．3 数据采集系统的传感器及布置

3．4 本章小结

第四章 摩擦焊数据测试系统软件开发

4．1 测试系统软件DASYLAB的介绍

4．1．1 软件DASYLAB的功能特点

4．1．2 DASYLab开发与应用

4．2 基于DASYLab软件的数据采集系统设计

4．2．1 摩擦焊过程中的数据采集要求

4．2．2 数据采集系统的设计方案

4．3 人机交互界面

4．4 软硬件连接调试

4．5 本章小结

第五章 摩擦焊实验数据测试结果及分析

5．1 实验准备及方案

5．1．1 实验材料的选取

5．1．2 动态调试连接

5．1．3 采集量静态标定与干扰测试

5．2 实验结果及分析

5．2．1 焊接速度和压力变化情况及分析

5．2．2 温度场的变化情况及分析

5．2．3 扭矩的变化情况及分析

5．2．4 声发射信号特征值变化情况及分析

5．2．5 摩擦叠焊工艺参数优化

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 相关工作展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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