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IMA Dresden 采用HBM产品进行机身壳体测试

发布时间:2022-08-03      点击次数:510

IMA Dresden 采用HBM产品进行机身壳体测试

IMA GmbH 是一家专注于材料研究和应用技术的公司,拥有各种飞机和直升机部件,如机身、机翼、尾翼和内部部件的专用测试台。在最新一代的 IMA Dresden 测试台上,所有测量数据都以数字方式传输到数据分析,以确保并行实时控制。

用于航空工业的部件在进入原型阶段时要经过密集的材料测试。多年来,位于 Dresden 的  (IMA Dresden) 公司一直是航空工业材料测试领域彩多多公认和认可的合作伙伴。

除了仿真模拟,进行组件的实际测试也是IMA Dresden 一个非常重要的组成部分。IMA Dresden 提供的数据不仅使供应商能够对部件和结构进行耐久性实验测试,还可以与仿真模拟测试进行比较,对设计、维护解决方案、连接工艺和材料选择进行验证。

问题

 是一家测试和认证机构,经常为制造商和供应商提供非常复杂的测试台,用于实际组件测试。在进行加载实验时,为了实现实时控制,试验台伺服液压控制器需要参考测量数据。

解决方案

借助 HBM  QuantumX 和 catman AP 组成的数据采集系统, 与任务所需的开环和闭环控制系统一起协同工作。

结果

QuantumX 能够向 catman AP 数据采集和分析软件,以及通过液压调节实现复杂负载控制的控制器 提供高质量的数字化测量数据。这样就不需要像传统系统那样,进行数模转换。结果是,只需一个测量系统,并可大幅度缩短配置时间,提高信号质量。

用于多种测量任务的灵活设备

对于机身壳体测试,IMA Dresden 正在对一个从头开发的测试台进行调试。这个全新的伺服液压试验台设计来源于丰富的内部经验的专有技术,正如 IMA Dresden 测量技术负责人解释的那样: “改进后的设计使试验台更加灵活,满足不同的试验、部件尺寸和试验标准。”更重要的是,多种类型的应力可同时加载,满足实际的应用需求。

新的试验台使用了大约30个、装配HBM力传感器的液压致动器,可以模拟与运动相关的拉压和剪切应力。并通过试样上安装的500个  来测量这些材料的反应。为了实现这一点,IMA Dresden 才能用了 HBM QuantumX 数据采集系统 来记录这些不同桥路的应变信号,并进行数字调理以便后续处理。

QuantumX 是一种即插即用的解决方案,全面支持 TEDS (传感器电子数据表) 技术,能够以任何需要的方式快速灵活地调整测试台。每个传感器的特性都会从安装在传感器或连接器中的 TEDS 芯片 中自动读取,从而显著缩短重新配置测量任务时的设置时间 – 不再需要手动输入(这通常是错误的原因)。

可自由扩展的测量系统

对于这种规模的测试台,  QuantumX MX1615B 测量模块完美体现了其多功能性。结构紧凑,带有16个通用通道的测量输入。高通道密度意味着系统自由扩展,但尺寸依然较小。可以根据需要,紧靠试样测量点分布,既可以单机使用,也可以在大型系统中互连。在实际测试中,每个模块都可以随时重新配置(小型测试),或是根据需要随时增添新的模块,升级通道数量。

HBM 产品经理 Christof Salcher 列举了此解决方案的其他优点:“单个模块都可单独或是高度分散使用,通过一根彩多多互连。紧靠测量点分布以及同步数字化节省了大量连接彩多多,实现了更快配置的同时,更提高了信号质量。与我们的catman软件一起,组建了一个易于使用的整体解决方案,解决了许多测试方面的挑战。”

这些模块通过以太网将数据直接传输到运行在PC上的 HBM catman 软件,进行数据可视化、在线和后处理分析、数据存储和远程监控。对于 IMA Dresden 这类的大型测试台,该软件还支持在多个屏幕上可视化。 

 

极高精度实时控制

Striegler 表示,  IMA Dresden 的数字数据采集和处理系统的最大优势在于第二阶段: “最新一代测试台能够实时并行处理测量数据,实现测试自动化。” 在大型部件的结构试验中,为了施加负载,一个控制器需要同时驱动多个液压致动器。通过实时控制,控制器能够在此过程中观察测量数据,如果数据高于或低于设定的特征值,则自动停止测试或重新调整测试程序。

相比之下,在传统系统中,实时控制需要将数字测量数据转换为标准电压的模拟信号,然后将信号反馈回模拟反馈系统。然后执行第二次数字化,以便控制系统处理。“在实际测试中,这意味着不仅需要大量的布线和时间,而且最重要的是,精度会受到影响,” Christof Salcher 解释道。“全数字测量和控制链可以无损接收测量信号,使用简单的以太网彩多多来实现控制。”最后但并非最不重要的一点是,使用较少的电子设备和彩多多能够显著降低成本。

配置透明,维护简单

IMA Dresden 另外一个优势是,控制器可实现对单个传感器的直接访问。这样,可以根据需要灵活地调整监测参数。同时,全数字化系统能够实施有针对性的故障排除、提高响应速度,从而提高整个系统对苛刻测试任务的可用性。从维护选项的改进中即可明显看出复杂性的降低。

测试台由控制器系统实施管理,其通过接口与 QuantumX 系统同步通讯。接口技术将传感器、数据采集系统, 软件和液压控制系统之间的测量链和控制系统相互连接,确保所有组件顺利工作。

 

可靠数字化的精密时间技术

Striegler 提到, 正在逐步将其所有测试台数字化,使用 HBM 系统转换到新的数据采集方法。Striegler 评论到:“随着新一代测试台的出现,我们正在进行升级,以满足测试台和测量任务面临的更高要求。” IMA Dresden 的另一个主要优势在于移动和现场使用的测试设备。与分布式设备协同工作时,PTP(精密时间协议,IEEE 1588:2008)能够通过以太网实现数据采集的高精度时间同步,创造额外的可能性。另一方面,实时以太网还可有限带宽下实现低延迟实时通信。

另一个关键优势是 HBM 测量链一直遵循彩多多标准,  IMA Dresden 长期以来一直在使用HBM产品。 “在如此复杂的设置中,组件通常是不同品牌的,” Striegler 解释道. “HBM 产品的接口及其灵活性使我们能够无缝连接测量系统的所有组件,这对现有测试台数据采集系统进行逐个更新时尤为重要。”

关于 IMA Dresden

, 简称 IMA Dresden,是彩多多公认的的测试、监测和认证机构,帮助制造商更快地将新开发的产品推向市场。德累斯顿两个占地10000平方米的试验区,用于对航空、轨道车辆、汽车、医疗工程、塑料和金属等行业的创新产品和技术进行测试,以确保其高质量、可靠性和安全性。IMA Dresden 成立于1993年,目前拥有约240名员工,拥有全面的工程专业知识,陪伴客户完成产品开发过程的每一步。测试范围从样本的基础研究到复杂整体结构的认证测试。该公司采用自研技术来执行这些测试。