计算机试验（精选10篇）
计算机试验 篇1
计算机联锁电路联锁试验方法分析:计算机电路联锁试验分为电路模拟联锁试验和与实际设备连接联锁试验。
一、电路模拟联锁试验
1)在施工前,必须由具有相应联锁试验资格的专业人员对计算机联锁电路的软件进行仿真试验。根据提前制定好的仿真试验表格对每条进路进行彻底试验,站场与图表核实。
2)在室内设备安装完后,首先根据图纸对室内设备控制台、电源屏、机柜、组合等的型号、规格进行核对。然后对厂家原始配线进行核对和导通,另外对现场施工的配线也要进行核对和导通,尤其注意电源屏380V输入电源,要核对其相位正确。以上核对良好后,电源屏供电,合上液压断路器,测试各类电源良好。计算机机柜电源为净化电源,要保证其接线正确。模拟联锁试验前必须做好信号机、道岔及轨道电路等模拟条件,既在室内通过技术办法达到模拟室外设备状态。
3)电源正确后,对计算机进行上电启动,逐一核对联锁机表示灯与设备实际状态与控制台显示器显示信息一一对应。双机热备计算机联锁设备,两台联锁机可以进行人工或自动相互切换。二乘二取二计算机联锁设备,可以实现两重系同步和切换。根据站场平面图核对控制台显示器显示设备信息内容正确与否。进行计算机单驱、单采试验,核对继电器状态,与传达的命令一致。接口柜是计算机机柜与室内继电器组合柜分割点,它们之间微机联系线的正确及焊接质量,直接关系到联锁关系的正确性,一定要作为重点核查。
4)依据《铁路信号联锁试验暂行办法》进行基本联锁关系试验,根据联锁图表逐条进路进行试验,如下表:
5)站内电码化联锁关系试验。根据《铁路信号联锁试验暂行办法》进行相应项目试验,及时填写表格。
二、现场设备连接试验
现场实际设备联锁试验是信号设备开通使用前的最关键的一次联锁试验。将室内模拟条件拆除后,并将分线盘处室外电缆逐条连接,分别对信号机、道岔、轨道电路进行试验。
(一)信号机试验
每架信号机的每个灯光显示,灯光配列位置正确;信号机方向正确;发车进路表示器纳入灯丝继电器检查条件;开放各灯位,其它灯位不亮;信号机方向正确,显示良好;灯丝转换良好,灯丝报警正确;灯丝双断时改点定位灯光;距绝缘节距离符合标准并记录;测量高柱信号机距接触网(≥2m)回流线(≥1 m)距离并记录;营业线改造站场确认信号机无效标、挡灯光、高柱向外扭机构45°。注意:新设信号机可提前试验,开通时只检查机构正,紧固良好,挡片拆除。各种信号机灯光及其显示,与室内D J继电器状态、控制台显示器的显示应一致。
(二)道岔试验
核对道岔位置、断表示试验、断遮断器试验、断启动保险试验、扳住付机后动接点使主机到副付机没到位时启动线正确、4mm不锁闭、2mm锁闭试验。注意:新设道岔可提前试验,开通时只核对位置、4mm及2mm。室外道岔的位置与室内2D Q J继电器状态、控制台显示器的显示一致。
(三)轨道电路试验
分路试验、残压测试、一送多受区段分别断受电端空开对应二元二位继电器落下,显示红光带。对照双线图确认绝缘安装位置正确。对照双线图检查站场中心连接板、回流线、吸上线位置,确认回流畅通且无绕环现象。检查轨道电路变压器变比、电阻阻值、空扼流补偿器等使用。轨道电路的分路、调整状态与室内G J复示继电器状态、控制台显示器的显示一致。
以上是对计算机联锁电路联锁试验的分析,只有充分的联锁试验,才能确保顺利开通及安全使用。但好的试验方法必须在安全的前提下进行,联锁试验必须制定措施,组织周密、分工明确、责任到人。防止联锁试验不彻底造成联锁失效,联锁安全无小事,我们必须将施工联锁安全牢记于心,要有联锁思想,联锁意识,认真做好联锁试验,使计算机联锁设备能够更加安全、高效的服务于铁路运输。
参考文献
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计算机试验 篇2
一类航天复杂结构计算机-试验辅助建模研究①
基于计算和试验相结合的系统建模方法,以某航天器仪器舱结构为例,应用MSC/NASTRAN有限元计算工具和LMS-CADA/X动态试验分析系统,进行了计算机-试验辅助建模(CTAM).针对这一类航天复杂结构建模过程的具体问题,提出了相应的解决办法,相关性检验分析结果MAC验证了该方法的有效性.
作 者：王聪 姜兴渭 黄文虎 作者单位：哈尔滨工业大学航天学院 刊 名：高技术通讯 ISTIC EI PKU英文刊名：HIGH TECHNOLOGY LETTERS 年，卷(期)：2001 11(7) 分类号：V44 关键词：航天复杂结构 动力学分析 计算机-试验辅助建模★ 铁道车辆运行稳定性虚拟试验系统研究
计算机试验 篇3
关键词：克里格插值；典型草原；植被盖度；归一化指数
中图分类号： S812.29文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0310-04
收稿日期：2014-09-18
基金项目：国家自然科学基金 （编号：41061023 、41261050）。
作者简介：王志国（1981—），男，内蒙古乌兰察布人，博士研究生，讲师，从事农业生物环境与能源工程研究。E-mail：jdywzg@163.com。
通信作者：尚士友，教授，从事农业生物环境与能源工程研究。E-mail：shangshiyou@163.com。草地资源是全球陆地绿色植物资源中面积最大的一类可再生性自然资源，总面积达671 700万hm2，占世界陆地总面积的52.17%。我国是世界上第二大草地资源国，天然草地面积达4亿hm2，约占全国国土总面积的41%，是农田面积的4倍，其中牧区草原3亿hm2，南方、北方草山草坡0.8亿hm2，滩涂草地0.13亿hm2以上，零星草地0.07亿 hm2，大面积的天然草原主要分布在东北、内蒙古、新疆、青海、西藏、甘肃、宁夏、四川等省（区），牧区总面积约3.6亿hm2，占全国总面积的37%左右[1]。
草原是比较脆弱的生態系统，对气象条件和人类活动的影响比较敏感，草原的现状及变化趋势反映出植被和土壤的变化情况，科学合理利用、管理草地是保护草原和改善生态环境的关键[2]。我国的各类草地总面积约400万km2，面对如此大面积的草原，常规监测手段已经失去效力，通过遥感技术进行草原植被盖度的年度动态监测分析来预测草原的变化情况尤为重要。
植被是环境重要组成因子，是反映区域生态环境的最好标志之一，也是土壤、水文等要素的解译标志。快速、有效地获取植被盖度的宏观状况，对于维护生态环境的稳定性有非常重要的作用，植被盖度是衡量地表植被状况最重要的指标，是区域生态系统环境变化的重要指标。因此，获取植被盖度及其变化信息，对于揭示地表空间变化规律，探讨变化的驱动因子，分析评价区域生态环境具有重要现实意义。
Metrin发现通过影像数据计算归一化指数，根据多光谱影像数据资料可以区别冷季与暖季的牧场[3]。李红梅基于GIS 和RS 对雅安市植被覆盖度时空变化特征进行分析，利用数字高程模型提取的地形信息与气温、降水等因子建立了植被评价指标体系[4]。张婧等研究植被指数以及植被盖度演算结果与影像分辨率的关系，为遥感影像在大、中尺度下的合理利用提供理论依据[5]。苏旺德等选取云南省昭通市渔洞水库流域1996—2012年6期TM/ETM影像数据提取归一化指数（NDVI），根据据像元二分模型利用不同时期NDVI计算了流域植被盖度，得到渔洞水库流域植被盖度分级图[6]。史文娇等针对土壤变化的时空定量监测，从插值方法的选择、验证指标的选取以及辅助信息3个方面指出了土壤属性空间插值方法及其精度的未来研究方向[7]。方敦等以某铬盐生产废弃场地为例，运用空间数据管理平台ArcGIS以普通克里格插值法、趋势分析法评估污染物铬（Cr）在场地土壤中的空间分布格局并实现其可视化表达[8]。
植被盖度作为植被生长变化的直观量化指标，在水文、气象、生态等方面的研究中占有重要地位，对于植被盖度的计算，主要有简单目测估算、仪器测量计算、遥感解译分析。在国内外研究中大多以遥感影像为基础，利用植被归一化指数来计算植被盖度[9]。本研究在3类不同地貌的典型草原上选取了150个样方，进行连续3年测量，测出其植被盖度，借助ArcGIS空间分析模块对植被盖度进行克里格插值分析，得到的结果与利用影像数据计算结果进行空间叠加分析。
1材料与方法
1.1研究区概况
研究区位于西乌珠穆沁旗巴拉嘎尔郭勒镇南部偏西方向，范围是117°16′～117°37′E，44°25′～44°32′N，总面积约900 km2，具有典型草原地形、地貌特征，在这个区域内踏查选择具有波状高平原、坡地、低山丘陵区3类不同地形地貌为试验样地，每个试验样地的面积约为25 km2。
1.2研究方法
针对3类不同地貌的试验区域，选择不同植被退化区域或者开始出现退化迹象区域为中心，沿着经度、纬度方向布点，4个方向分别布置点，每个试验样地的东西设50个样方点，南北方向设100个样方点，每个样地共设150个样方点，布点间距为50 m，3个试验样地合计450个样方，每1个样方的面积定为1 m×1 m=1 m2。利用GPS定位对每个样方进行连续3年的测量，总共获得1 350个数据。通过GPS定位，对每个样方进行连续3年测量，测出其植被盖度，借助 ArcGIS 空间分析模块对植被盖度进行克里格插值分析，得到植被盖度空间分布图，根据试验样地的准确位置，获取与地面试验同期影像数据进行归一化指数的计算，确定其植被盖度分布图，将计算结果与插值结果进行空间叠加分析，确定其相似度，推演植被盖度分布状态与草原演变的规律，为利用遥感确定草原退化面积及位置提供科学依据。
2结果与分析
nlc202309040045
2.1克里格插值
克里格插值认为任何在空间连续性变化的属性是非常不规则的，不能用简单的平滑数学函数进行模拟，可以用随机表面给予较恰当的描述。这种连续性变化的空间属性称为区域性变量，可以描述气压、高程及其他连续性变化的描述指标变量。地理统计方法为空间插值提供了一种优化策略，即在插值过程中根据某种优化准则函数动态决定变量的数值。克里格插值方法着重于权重系数的确定[10]，从而使内插函数处于最佳状态，即对给定点上的变量值提供最好的线性无偏估计。对于普通克里格法，其一般公式为z（x0）=∑ni=1λiz（xi），式中：
z（xi）（i=1，2，3，…，n）为n个样本点的观测值，z（x0）为待定点值，λi为权重。
2.2植被盖度的计算
利用基于NDVI的像元二分模型估算植被盖度。像元二分模型假设遥感传感器观测到的一个像元信息s是由植被sv和裸地ss 2部分组成[11]，则有：s=sv+ss。 根据像元二分模型原理，一个像元的NDVI值也可以分为植被覆盖和裸地2部分。因此，计算植被盖度的公式也可表示为：
式中：NDVIsoil代表裸地像元的NDVI值，NDVIveg代表完全被植被所覆盖像元的NDVI值[12]。在遥感影像中，近红外波段的反射值与红光波段的反射值两者之差与两者之和的比值，即（NIR-R）/（NIR+R）（NIR为近红外波段的反射值，R为红光波段的反射值），就是归一化植被指数，英文缩写为NDVI。归一化植被指数是反映农作物长势和营养信息的重要参数之一[13]，可以检测植被生长状态和计算植被盖度，同时能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、雪、潮湿地面、粗糙度、枯叶等与植被盖度有关。[14]
2.3对比分析
利用ArcGIS软件ArcMap工具，对2种结果进行对比分析，红色区域代表插值结果和计算结果相同，绿色区域代表插值结果和计算结果不同，结果见图1至图9。
对于波状高平原地貌试验样地，获取3年植被盖度试验数据插值结果和利用归一化指数计算的结果进行比较，得到 2011—2013年对比分析结果的相似率为91.0%、91.4%、90.9%。
对于坡地地貌试验样地，获取3年植被盖度试验数据插值结果和利用归一化指数计算的结果进行比较，得到 2011—2013年对比分析结果的相似率为91.9%、90.4%、91.4%。
对于低山丘陵地貌试验样地，获取3年植被盖度试验数据插值结果和利用归一化指数计算的结果进行比较，得到 2011—2013年对比分析结果的相似率为90.6%、90.7%、91.5%。
从以上分析可以看到，2011—2013年3类不同地貌植被盖度的插值结果和计算结果相似率很高[15]，均达到了90%以上，表明通过遥感图像直接计算植被的结果和试验插值结果的一致性，为我们提供了基于遥感图像计算来推演草原植被盖度变化的依据。
3结论
根据植被样方试验数据及其同期遥感影像数据，借助ArcGIS空间分析模块对植被盖度进行生态学空间插值分析，同时通过影像数据进行归一化指数的计算，确定其植被盖度，将计算结果与插值结果进行空间叠加分析，得到的2011—2013年3类不同样地分析结果相似率，2011年为91.0%、919%、90.6%；2012年为91.4%、90.4%、90.7%；2013年为90.9%、91.4%、91.5%。基本上验证了通过遥感数据计算植被盖度来推演草原退化规律的正确性，为典型草原生态保护提供预警机制和监测工具。
参考文献：
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计算机试验 篇4
关键词：计算机技术,茶叶,数据处理
科技的发展促进了计算机技术的发展,计算机技术在众多的行业数据处理中被广泛应用。计算机技术的应用为产业的发展带来了效率和效益。因此,在茶叶生产和试验中运用计算机技术将大大缩短检测时间,为茶产业的生产和发展带来巨大的效益。
1茶叶生产中数据分析
茶叶的生产量逐年增加,但其质量易受采摘、温度、湿度等的影响,茶叶质量的不可控性较大,故茶叶品质的检测变得尤为重要。茶叶检测的主要是其品质的判断和检测相关数据是否符合标准。因此,茶叶品质检测的关键在于数据的分析。
1.1茶叶的生产
茶叶的需求量和生产量不断增加,茶产业生产中也出现很多问题,主要集中在茶叶品质的评判,即茶叶等级的判定和成分检测和鉴定。在品质检测里,最主要的步骤就是茶叶的生产条件和试验数据的处理分析。茶叶中所含有效成分较为复杂,这给测定和数据分析带来一定困难。
茶叶从采摘到包装上,需要经过漫长而严格的生产加工过程,最终出现在货架上。高品质的茶叶从采摘时,就要有严格的时机和方法把握。采摘下来的茶青需妥善处理,然后进行晒青、凉青、摇青、筛青。其中凉青时间大约一小时,失水率控制在百分之一左右。而后进行炒青,炒青也称“杀青”,必须在高温下翻炒,旨在通过高温快速破坏酶的活性,终止其酶促作用,固定茶叶的品质。接下来进行揉捻、包捻、烘干、挑梗。包捻时,茶团在压、搓、揉、转等力的作用下,茶胚卷曲成型为最佳,经过以上制作过程,茶叶就拥有了诱人的茶香,此后再进行包装出售即可。
1.2茶叶的品质检测
市场上不同品种茶叶的价格差异较大。茶叶的生产加工过程漫长而复杂,容易有杂质混入,影响茶叶的整体品质。因此,在茶叶正式进入市场前,要进行必要的品质质量检测。茶叶质量检测中的理化鉴别内容较多,茶叶品质的检测主要是对茶叶的形态外观等作出鉴别。即指依靠人的感觉(嗅觉、味觉、视觉和触觉)对茶叶的感官品质作出评价,相对于理化鉴别,茶叶感官评审内容主要是对茶叶品质、等级、制作质量等,从而断定茶叶品质的好坏。
1.3质量检测数据分析
茶叶种类不同,其理化鉴别标准含量的数值也不相同。其中数据分析量大,分析过程较为复杂。因此,在进行茶叶理化鉴别试验数据分析时,需仔细认真地进行分析记录数据结果。在茶叶品质鉴定中,一般标准的技术要求水浸出物、总灰分测定最大值和最小值、水溶性灰分最小值、水溶性灰分碱度最大值与最小值、酸不溶性灰分最大值、粗纤维最大值、重金属含量、农药残留等均有明确限量规定。通常会通过硫代乙酰胺法检测茶叶中重金属含量。常温恒压干燥法检测干燥失重和水分测定。利用酸不溶性灰分测定法,测定酸不溶性灰分的含量。以上方法操作简单且时间耗费不长,是茶叶品质理化鉴别中常用的方法。但在操作过程中均是使用化学试剂,有些化学试剂比较昂贵,且样品不能回收利用,造成一定的浪费。农药残留检测中常采用气象色谱法,通过分析图谱能够准确检测农药残留量,但色谱图的绘制比较耗费时间,拖延了检测数据分析时间。
2计算机技术在数据处理中的特性分析
计算机自诞生至今日,其功能得到了质的提升和飞跃,计算机技术在当今社会生产和生活中,扮演着无可替代的角色。计算机程序编辑的严密性,使其在数据分析方面具有高效准确的优点,从而在各种生产实践中的数据分析发挥了巨大的作用。
2.1程序编辑的准确性
程序编辑是指用计算机所能识别的语言,按照一定的结构将程序翻译出来,并能被计算机准确识别和执行的编写代码的全过程。计算机程序的形式语言由编辑语言定义,它是标准化的人机交流技巧,被用来向计算机发出指令。程序员能够通过一种计算机语言,准确地定义计算机所需要使用的数据,并准确地定义不同情况下采取的行动。电脑所执行的每一步都需要按照严格的指令来进行,而这些指令集合程序全都是用我们掌握的语言来编写的。目前常用的编辑语言有C语言、C++、Java、VB等,这些语言程序都是由严密的数学函数一步一步经过运算得到。
2.2数据处理的高效性
计算机在进行相关试验数据处理具有极高的工作效率。当试验数据输入电脑后,电脑会自动生成所需试验报告表头的输入内容,减少重复输入。输入的数据能够自主复制并实现快速录入,节省记录试验数据的时间。在实验进行的同时,能够根据试验的进程进行计算处理,判断数据的有效性,然后自动给出部分试验结论并对试验结论进行自定义设置。在实际试验中,有很多试验结果需要进行绘图,而计算机能利用数学算法,根据数据自动进行图形绘制,绘制各种直线、折线、曲线,从图形中直接读取数值,根据数据自动评定得出相关参数,得出结论判断实验结果是否合格,最后自动生成报告,包括报告的封面、扉页、芯页、封底等。
2.3单元操作的独立性
计算机系统具有可扩展性和兼容性,在该系统基础上可以轻松实现各功能的扩展,满足不同需要人群的不同需求。兼容性可以实现不同数据库间的无缝连接,减少数据的重复输入,提高工作效率。如果人进行大量数据处理时,会受到自身精神和身体因素的限制,无法保证准确性,也不能同时进行多项数据处理,效率极低。计算机的运行模式是单独模块独自运行,各自有各自的运行法则,并严格按照法则运行,正常情况下,出错率极低。计算机可同时进行多项操作和运算,每项操作或运算都有独立的程序编辑,每项操作之间相对独立,彼此不受到影响。当进行数据处理时,数据输入即可进行相应的运算,并输出结果。由于每项程序运行之间互相不受影响,不论是大量数据信息的存储,还是进行复杂的运算计算机都可以保持高水准的执行效率。因此,计算机在单元操作时的独立性使其在数据处理方面具有得天独厚的优势。
3计算机技术应用于茶叶检测数据处理
茶叶生产量大,处理过程需要高效快速,而且茶叶所含成分并不单一,相对比较复杂,给茶叶质量检测带来一定难度。试验数据多且处理方法繁杂,导致检测时间的延长,降低了生产效益。
3.1计算机技术在茶产业中的应用
在茶叶采摘凉青等步骤后进行炒青,由于炒青时对温度掌握要求较高,以前均是由技艺熟练的人来炒,而采用计算机技术后,可以通过温度感受器与电脑连接,预先设定好温度,从而智能调控温度,炒出来的茶叶清香四溢。茶叶精制加工,需对茶叶进行精挑细选。随着计算技术在机械挑拣中的应用,机械挑拣已在茶叶精加工中占据重要地位。在初制毛茶过程中,应先经过多种拣剔机械反复拣剔,除去茶叶中的茶梗、黄片及混杂其中的非茶类杂物,使得茶叶条索齐整,外形美观,色味鲜嫩,以此满足商品茶的品质要求。
3.2计算机技术带来生产高效益
在茶产业生产中运用计算机技术进行挑拣,既节省了挑拣时间,又减少了人力资源的投入,降低了生产成本。在茶叶生产量较大时,机器也可以高效地完成挑拣任务,避免因挑拣不及时,导致茶叶质量出现问题造成浪费,确保生产量,保证茶企的利润。炒茶过程使用智能机械后,不但保证了茶叶的质量还大大节省了时间,炒茶量大大增加,保证了利润收入。而茶叶包装过程需要比较精确地称量每包茶叶的质量并进行封袋,人工进行这项工作必然会导致生产效率降低,不利于大批量生产,限制企业的发展,而电脑技术的运用解决了这个矛盾,使茶叶得以大批量生产,满足市场的需求。
3.3计算机技术在茶叶试验数据处理的创新
在茶叶质量检测中,由于有诸多需测试项目,而实验操作过程较为繁琐,数据分析复杂。计算技术的引用解决了这项难题,在茶叶水分及农药残留中,可以采取气相色谱法。计算机与试验设备连接,试验数据直接输入电脑,电脑自动处理数据并且能够自动绘制图谱,并分析实验结果,生成相应检测报告。大大减少了试验检测时间和数据分析时间,并减少了购买化学试剂的投入,提高了整体分析效率。
4结语
计算机技术的发展带动社会生产力的进步,如今在多种行业中计算技术的应用已相当普及。茶产业的发展为我国带来巨大的社会经济效益,进一步提高茶叶生产品质检测和试验效率是茶产业发展的必然趋势。实现我国茶文化的国际化需求,以茶叶为载体,这就对走向国际的茶叶品质提出了严格要求。高效能的计算机技术与茶叶生产和茶叶试验数据分析方面结合,大大提高生产效率,增加生产效益,推动茶产业的进一步发展。
参考文献
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计算机试验 篇5
N5B燃油系统试验转台计算机控制系统设计
对N5B燃油系统试验台的台架转动角度控制系统建立进行设计分析,介绍了试验台架的结构方式与运转驱动形式、控制系统组成、计算机控制算法设计,以及在实际应用中,为改善控制品质所采用硬件的改进方法.
作 者：邓新华 Deng Xinhua 作者单位：洪都航空工业集团刊 名：洪都科技英文刊名：HONGDU SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(3)分类号：V2关键词：试验台架系统 液压伺服油缸 控制系统
贝雷桥荷载试验计算验证分析 篇6
关键词：贝雷桥,荷载计算,验证
1 工程概述
古学水电站位于四川省甘孜藏族自治州得荣县境内, 是金沙江左岸一级支流定曲河中下游河段, 为定曲河干流乡城、得荣段规划梯级开发的第八级, 亦为定曲河干流梯级开发的最下游一级电站。电站正常蓄水位为2 270.00 m, 死水位为2 269.00 m, 总库容为26.84万m3, 调节库容为4.88万m3, 电站装机2台, 总装机容量为90MW, 为三等中型工程。本电站由首部枢纽工程、左岸引水系统、岸边式地面厂房等建筑物组成。
首部贝雷桥位于一期下游围堰下游120 m附近, 属于装配式钢架贝雷桥。桥面设计高程为2 268.4 m, 跨度为21 m, 桥梁长度21.336 m, 设计宽度:净宽4.2 m, 设计荷载等级按单车50 t (三轴) 设计, 限速10 km/h, 严禁在桥范围内刹车, 贝雷桥设计单向通行, 在同一时间内只允许有一辆汽车位于交通桥上。
2 计算依据
1) 《钢结构设计规范》 (GB50017─2003) ;
2) 《装配式公路钢桥多用途手册》 (JT/QS0012─1965) 。
3 荷载试验
3.1 试验目的
通过荷载试验, 测定关键截面的应力和变形情况, 并与理论计算值作对比, 以综合判断整个桥梁的现在工作状态。
3.2 试验配置
设备配置:风红旋风自卸车 (加长型) 1辆 (自重20 t、载重32 t) 、徕佧TCR402全站仪1台、精密水准仪1台 (型号:DSZ2最小读数0.1 mm, 精度0.4 mm/km) 。
人员配备:人员3人、安全员2人、指挥员1人、驾驶员1人、反铲司机1人。
3.3 试验方法
1) 测量人员在桥左右两端各量3 m, 一端向桥中间量10.668 m, 并做好标记, 共6个点。
2) 测量人员认真、准确测量6个点的高程, 并做好记录。
3) 汽车空载 (自重20 t) 、40 t时、50 t时, 停在贝雷桥中间, 测量人员认真、准确测出6个点的高程, 并做好记录。
4 试验结果分析计算
4.1 桥梁参数
桥节:n=7, 则桥长L=21.336m, 自重:G=26.59t, 则q=12.46kN/m, 单销和销孔的间隙:△l=0.8 mm, 荷载:单车50 t, 则P=500 kN, 路面宽度:4.2m, 单车道, 单侧单排截面惯性矩:E0=1.16×1010mm4, 桥型:双排单层DS, 截面惯性矩:E=2×E0=2.62×1010mm4
4.1非弹性挠度计算
式中:d=3 048 mm
n—桁架节数, n=8
单销和销孔之间的间隙取△l=0.8 mm, 所以有
α=2×△l/h0=2×0.8/2 234=0.000 72弧度
经过计算得f 0=22.9 mm
4.2 弹性挠度计算
4.2.1自重挠度计算
根据《装配式公路钢桥多用途手册》, 结合CB200桁架桥特征计算, 见图1。
夹角θ=33.90, 假设主梁某截面处剪力为Q, 弯矩为M, 则弦杆轴力N=M/h, 斜杆轴力N=Q/2cosθ, 竖杆轴力N=Q/2
设上弦弦杆面积AX, 斜杆竖杆面积为AF
弦杆的挠度为:
斜杆的挠度为
竖杆的挠度
则总挠度
其中k与截面形状有关, 矩形截面中k=1.2
即按照实腹梁计算时, 剪力挠度增大8倍。
根据力法, 对于均布荷载计算跨中剪力产生的挠度, 其剪力图如2所示。
根据图乘法,
对于弯矩产生的挠度
则桁架跨中轴力与弯矩产生的挠度比为
矩形截面I/A=h2/12
其中计算高度h=2 234 mm
则自重对跨中产生的挠度为
4.2.2集中荷载挠度计算
根据力法计算跨中剪力产生的挠度, 其剪力图如图3所示。
根据图乘法,
对于弯矩产生的挠度
则桁架跨中轴力与弯矩产生的挠度比为:
则集中荷载对跨中产生的挠度为:
总挠度:
挠跨比为:
5 结语
计算机试验 篇7
对于计算机组成原理课程来说, 传统在实验室的实验课程已不能满足现有需求, 需要新型实验课程教学平台来满足课程的需求。因此, 计算机组成原理的实验教学改革是目前各高校面临的一项重要任务。目前, 虽然在实验室的实验教学可以激发学生实验兴趣和创新能力, 但是实验设备的紧缺与实验室开放时段的限制, 使得学生的实际动手设计与操作时间大大缩短, 不能满足学生学习的需求。
目前以MOOC课程为代表的网络教学在给传统教学模式带来了极大挑战的同时, 却给学生们的学习带来了极大的便利, 使他们足不出户就可以学习到最好的教师讲授的最好的课程。正是由于MOOC课程带来的冲击, 目前基于网络技术来展开教学的研究开始出现在教学改革与研究领域, 但是目前所进行的网络教学改革主要针对文化课程, 鲜有针对实验课程的尝试。而计算机系统类课程的建设应采取网络在线实验系统平台代替实际实验平台, 将为学生提供可以远程在线设计实验的计算机系统类在线实验课程平台, 使得学生可以在线完成课程实验的综合设计与仿真。打破由于实验设备的紧缺与实验室开放时段的限制, 使得学生的实际动手设计与操作时间大大缩短, 不能满足学生学习需求的限制。因此, 开展网络在线实验系统平台建设对提高当前形势下本科生的质量极为重要。
但是目前鲜有研究涉及该领域, 作者认为:在课程建设过程中, 需要重视教学方式方法的改革以及网络技术的应用和网络资源平台的建设。但是目前教学体系与模式存在以下问题, 具体包括: (1) 教学资源不完整。在有限课时情况下, 要实现教师少讲精讲, 又要完成教学内容, 尤其是实验方面要求教师和学生用较少的课时完成必修的实验, 且要求学生能够理解掌握, 就必须提供足够的基础教学资源, 以满足学生课外自主学习的需要。限于技术原因, 目前, 有一些基础教学资源仍不能在课程网站上实现共享。 (2) 缺乏沟通与互动平台。知识的学习是通过“教”与“学”来完成, 目前高校的授课模式注定了学生与教师的交流大多集中在课堂上, 而课时的限制使得教师根本无法对学生的疑问进行一一的解答。这造成学生在课外自主学习时, 尤其是硬件实验设计, 学生在线进行实验仿真, 遇到疑难知识点, 无法及时与教师沟通。而目前学校使用的网络教学平台无法实现在线答疑和讨论, 师生之间的课外互动需要依靠QQ群、短信、飞信等公共网络通讯平台进行, 给师生之间和学生之间实时快捷的深度互动带来诸多不便。 (3) 缺少自测和实验验证平台。虽然现有课程资源中有一些实验设计例程, 但尚缺乏对学生进行手把手进行实验设计的教学视频及对学生所学知识点掌握情况的测试例程, 不便于师生对学生自主学习的效果进行即时评价;同时, 对于一些大型课程作业, 目前也缺乏师生间和学生间交流讨论以及作业提交和评价的平台。 (4) 缺少远程实验平台。目前缺少可以供学生远程实验的实验平台, 学生只能依靠实验课有限的课时动手完成实验, 没有可靠的远程平台供课前的预习, 及课后的复习理解。对于计算机系统类课程, 学生仅靠实验课的有限时间无法提高动手实践能力。因此, 对于计算机系统类课程来说, 亟需开发出可以供学生远程体验实验课程的平台。 (5) 无法管理与监督。现有课程网站只是实现了课程资源的网络化, 并不能实现课程教学的网络化, 即学生只是从课程网站上获取一些基本课程资源, 如课件、教学录像等, 但教师却无法跟踪和管理学生课外学习的情况, 教师对每位学生课外自主学习的时间和效果缺乏考核评价方法。目前, 教师对学生自主学习的情况只能根据课外作业、课堂提问和课堂讨论时学生的表现加以评价, 未能真正实现对学生学习过程的跟踪与考察。
综上所述, 为满足学生自主学习的需要, 亟需建立一种基于网络的在线实验平台, 可以综合提供并收集各种教学资源 (收集功能来自于学生们提交的各种大型课程作业) , 满足师生之间和学生之间深度互动和讨论答疑的需要, 记录和统计学生自主学习情况和规律, 并满足学生对知识点掌握情况的自测和测试, 以及大型作业的讨论和提交。具体研究实施思路为: (1) 现有教学资源在网络教学综合平台上的合理汇交。拥有现成的教学资源和已经建设的网络教学平台, 并不是说简单地将前者上传到平台上就能构建适合本课程的网络教学综合平台。因此, 在收集并上传现有教学资源的基础上, 根据本课程的特点, 进行二者之间的兼容与适应性的调整是需要研究的主要内容。 (2) 设计与建设系统设计在线平台。利用现有网络信息平台, 建成可供学生远程实验的在线平台。该计算机系统类在线实验平台需要提供典型的演示实验供学生观摩学习, 系统可提供平台使用帮助说明, 实验结果需要能及时反馈供学生分析设计。 (3) 进一步完善课程资源。对知识点和重点、难点进行梳理, 根据需要设计出三大类题目, 构建课程设计例程库。第一类主要用于学生自测, 设计为较简单的设计例程, 方便学生对在线平台的熟悉, 考查学生对单一知识点的复习与掌握;第二类题目用于考查学生综合分析利用知识的能力, 包括方案设计及综合分析型实验;第三类是大型作业和课程综合实验, 分别实现简化的CPU与编译器, 目的是培养和考查学生利用所学知识分析问题、解决问题的能力以及分工协作的团队意识。 (4) 构建在线自测、设计提交和评价平台。对于以上各类知识点, 将题目与答案分别存入计算机系统类在线实验平台。第一类知识点学生在完成题目后可进行自主学习的自我评价, 并据此安排学习进度。如可能, 在自测系统中, 将设计类似目前大多网络游戏中普遍采用的“冲关”模式, 即以自测结果反馈控制学生是否可以进入下一环节的学习, 以增加自主学习过程的乐趣;对于第二类题目, 该平台将提供学生在线提交和教师在线批改功能, 同时对学生完成情况具有统计记录和分析功能;对于第三类题目, 平台将提供分组、组内讨论以及师生间交流讨论功能。 (5) 构建在线答疑与互动平台, 实现师生间和学生间的深度互动。主要包括三个方面:一是师生可以针对某一问题, 在线展开答疑与讨论, 这一点可以基于校园网络教学综合平台实现, 教师组成员负责答疑;二是可以找专门负责人员将对答疑问题进行统计和分析, 反馈指导实验教学重难点的梳理以及例程库等教学资源的建设和完善;三是利用互动平台, 提高学生对课程设计网络综合平台建设的参与度。一个有效的网络平台课程资源共享与利用机制需要教师和学生的完美结合和彼此间深度互动, 因此, 我们将利用互动平台, 调查学生自主学习过程中的需求, 并使他们成为平台质量评价的最直接、最有力的监督者。 (6) 构建管理与跟踪统计平台, 监督指导学生自主学习。构建出的“计算机系统类在线实验平台”, 可以利用学校现有的“江南大学网络教学综合平台”课程登录与管理的功能, 统计学生在线学习次数、时间等基本信息, 统计人员可重点关注这些统计数据以及学生参加答疑与互动讨论的情况与其课程学习效果及自主学习能力培养之间的关联性, 以期总结出培养学生自主学习能力的一些基本方法和规律。
通过以上改革, 可以实现学生自主学习所需要的教学资源以及学生自主学习管理评价的网络化, 构建师生交流互动平台, 从而重构实验学习流程 (教师课堂传递信息+学生实验课前利用平台仿真→学生课前获取、吸收、消化信息+教师实验课堂互动讨论) , 转变实验教学模式 (教师课堂传授知识为主→学生课外获取知识为主) , 革新实验教学理念 (以教师为中心→以学生为中心) , 转换师生角色 (教师:主演→导演;学生:配角→主角) , 深化课程建设的内涵, 进一步提高教学质量, 培养具有自主学习和持续学习能力的高素质人才。
摘要：本文主要针对目前我国高校扩招后带来的试验设备与资源相对不足的问题, 面向计算机组成原理实验课程, 提出了通过建立网络在线试验平台来解决试验设备与资源相对不足问题, 并大大提高了学生动手实践时间上的机动性, 同时作者根据自身的教学经验, 对网络在线试验平台涵盖的内容与开展方式提出了相应的建议。
关键词：计算机组成原理试验课程,网络在线试验平台,建设模式
参考文献
[1]肖娟, 张雯雾, 王嵩, 等.虚拟实验系统在计算机组成原理实验教学改革中的应用[J].计算机教育, 2014, (14) :33-36.
[2]许太安.MOOC发展及其对高等教育的挑战[C]//第七届全国高校计算机网络教学暨网络工程专业建设研讨会, 2014:98.
[3]李春生, 杨玲玲.基于虚拟教学环境的新型教学方法研究[J].华东师范大学学报 (自然科学版) , 2015, (S1) :99-102.
计算机试验 篇8
通常汽轮机进汽阀门的行程-流量曲线存在很大的非线性。为了改善DEH控制系统的调节性能,需要在DEH中设置阀门流量修正曲线,使总阀位给定值与进汽流量间基本呈线性关系。根据汽轮机厂家提供的原始数据,阀门行程-流量曲线及流量系数曲线,即可分别计算出单阀方式修正曲线和顺序阀方式修正曲线。如图1~3所示。
在顺序阀方式下通常采用对称分布的两个同时开启,再依次开启其余阀门,以降低对进汽部分的冲击。
如果原始数据与机组实际曲线不一致,修正曲线设置不当,会造成总流量曲线出现一定的非线性。从而影响功率反馈、一次调频的调节品质。严重时在曲线拐点处可能引起系统震荡。
我们可以通过对问题机组进行流量特性试验,得到实际的阀门行程-流量曲线及流量系数曲线,计算出单顺阀修正曲线,最终改善机组的调节性能。
2 蒸汽流量试验原理
可将蒸汽通路简化为如图4所示。
在一定的蒸汽参数下,蒸汽膨胀产生的机械功率与蒸汽的质量流量近似成正比关系。流过第i个调节阀的蒸汽流量Di与第i个调节阀等效节流面积Ai、主汽压力P0、调节级压力P1有关。总的蒸汽流量D等于各调节阀流量之和,用式(1)表示。总蒸汽质量流量D与调节级后压力P1近似成比例关系,用式(2)表示。
各调节阀喷嘴组的质量流量D i与该调节阀等效面积Ai、主汽压力P0及流量函数φ成比例关系,用式(3)表示。
由式(1)~(3)知,各调节阀等效面积Ai之和的总有效面积A满足式(4)
蒸汽在喷嘴中膨胀加速,在调节级压力很小时,流速达音速,此时流量与阀后压力无关。随着流量增加阀后压力增大,流速小于音速时,流量会随阀后压力增大而降低。这种效应可用流量函数φ式(5)表示[1]。
其中:蒸汽绝热指数γ等于1.2 3,在临界压比0558 7以下,ϕ≡0.2
由式(1)~(4)可知,试验时分别使单个调节阀全开全关一次,试验过程中保持其余调节阀开度不变,即可通过P1、P0的值计算出此阀门的有效面积Ai的百分比即得到单个阀门的行程-流量函数fi,如式(7)。
其中:gmax、gmin分别为在试验调节阀全开、全关时g的值。
该阀门流量占总流量的百分比αi由式(8)确定。
以VWO工况的总流量为标幺值,可得到总流量修正函数,如式(9)
其中:P0e为额定主汽压力、P1v为额定VWO工况下调节级压力。
阀门修正原理如图5所示。
3 数据收集计算
通过查阅汽轮机热力系统计算书,即可得到额定主汽压力P0e、额定VWO工况下调节级压力P1v。
按照上述要求分别对每个调节阀进行阀门流量特性试验。试验过程中必须保持其余调节阀开度不变,机组功率、压力缓慢平稳变化。每个调节阀全行程时间设置为10分钟。从DCS中导出各调节阀全行程变化时间段自动记录的数据:主汽压力P0、调节级压力P1、油动机行程行程。
用EXCEL表中对各调节阀分别计算各点压比P1/P 0、φ及g。用油动机全开、全关段g的平均值计算gmax、gmin。对g值归一化,计算式(7)(g-gmin)/(gmaxgmin)*100。用归一化CV行程、g作曲线,根据曲线适当选择11个点拟合得单个阀门的流量特性曲线f1。同样计算得f3~f4。
分别计算各阀门流量比例系数,并将计算结果归一化,使Σαi=1。
令P1从0到P1v变化,按式(9)计算fφ-1函数。用P1/P1v*100、fφ-1作曲线。根据曲线适当选择11个点拟合总流量修正曲线fφ-1。
4 单顺阀分配
在单阀方式下,各调节阀开度相同。各油动机阀位给定一致,输出等于输入。即y1=y2=y3=y4=x。
在顺序阀方式下,CV1、CV2给定一致全开后再开CV3,CV3全开后再开CV4。开启的斜率与各调节阀流量百分比αi有关。为了避免阀门结合部流量失控,需设置重叠区。设流量重叠量为b。在重叠区内流量曲线斜率应保持不变。因此重叠区内各阀门的开启斜率需适当降低。
对应各调节阀的形状大小、行程及喷嘴数一致的机组,由于单个阀门的流量特性曲线及流量百分比相同,可简化单顺阀分配算法,如图6所示。
根据单顺阀分配分别计算出CV1~4顺序阀方式下的阀位给定fs。计算单顺阀转换系数d、s,令s=1-d。d=1时为单阀。d=0时为顺序阀。单顺阀转换过程中,d由0到1或由1到0缓慢变化。转换过程通常设置为1 0分钟,以降低调节级蒸汽温度变化的影响。单阀分配曲线输出乘以d加上顺序阀分配曲线输出乘以s。如图7所示。
5 结束语
按照上述原理在某电厂进行了阀门流量特性试验,将试验数据计算整理得到单个阀门的曲线f1~f4,如图8所示;总流量修正曲线fφ-1,如图9所示。
按照图5、图7设计DEH阀门修正逻辑,按图6、图8、图9所示曲线修改阀门修正逻辑中的相应函数。
修改后机组启动、带负荷明显改善,彻底解决了该机组的负荷波动问题。
对于因阀门流量特性曲线修正不当,引起在某些点附近易出现负荷波动,甚至发生系统振荡的问题。采用本文介绍的阀门流量特性试验及计算方法,此问题可得到彻底解决。
参考文献
某型计算输出机试验台的设计 篇9
计算输出机试验台在现有的通用计算机的基础上, 利用它的ISA扩展槽, 进行了电路的设计, 同时进行了相应的软件调试, 来模拟计算主机。
试验台的主要功能是给计算输出机送出所需角速度α1、β1、α2、β2、α3、β3等数字信号, 同时能对输出机进行各项检查以及各个模拟电压量在工作范围内进行平稳性检测。
1设计原理
任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接, 但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接, 那么连线将会错综复杂, 甚至难以实现。为了简化硬件电路设计、简化系统结构, 常用一组线路, 配置以适当的接口电路, 与各部件和外围设备连接, 这组共用的连接线路被称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充, 尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线, 用于芯片一级的互连;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线, 用于插件板一级的互连;外部总线则是微机和外部设备之间的总线, 微机作为一种设备, 通过该总线和其他设备进行信息与数据交换, 它用于设备一级的互连。
另外, 从广义上说, 计算机通信方式可以分为并行通信和串行通信, 相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。并行通信速度快、实时性好, 但由于占用的口线多, 不适于小型化产品;而串行通信速率虽低, 但在数据通信吞吐量不是很大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。串行通信一般可分为异步模式和同步模式。
随着微电子技术和计算机技术的发展, 总线技术也在不断地发展和完善, 而使计算机总线技术种类繁多, 各具特色。
系统ISA (industrial standard architecture) 总线标准是IBM公司1984年为推出PC/AT 机而建立的系统总线标准, 所以也叫AT总线。它是对XT总线的扩展, 以适应8/16位数据总线要求。它在80286至80486时代应用非常广泛, 以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。ISA总线有98只引脚。
2硬件设计
设计内容包括接口电路设计, 标志逻辑电路设计, 定时计数电路设计。
该电路由静态存储器HM6264, 总线接受器74HCT244, 总线收发器74HCT245, 差分驱动芯片96F174、96F175, 锁存器74HCT373, 可编程逻辑门阵列GAL20V8, 可编程定时计数器8253组成。
2.1接口电路设计
存储器选择静态存储器HM6264, 容量8 K字节, 数据宽度8位, 占用地址线13根、数据线8根、控制总线2根、地址译码1根信号线。
设计原理的要求, 选择具备输出三态信号的输出器, 作为与存储器6264的接口芯片。主控制的接口芯片选用总线接受器74HCT244, 总线收发器74HCT245, 根据总体设计的要求, 输出控制与共享存储器采用差分总线的方式来连接, 芯片选用具备三态输出的差分驱动芯片96F174、96F175将数据线、地址线、控制信号等接至6264 (见图1) 。
2.2标志逻辑电路设计
通用阵列逻辑GAL (Generic Array Logic) 是采用先进的E2CoMC工艺制造的大规模专用数字集成电路, 是专用集成电路ASIC的一个重要开支。GAL器件具有高速、低耗、用户可反复编程及结构灵活等特点, 是一种新型的数字逻辑器件。
GAL由输入缓冲器, 与门阵列、或门阵列、输出逻辑宏单元、输出三态缓冲器等构成。输入缓冲器的逻辑作用是把输出变量转换成原变量和反变量, 为与门阵列提供输入信号;同时, 由于CMOS工艺, 输入阻抗很高, 要求的输入驱动电流大大低于普通双极型器件, 使驱动电路可有很高的扇出系数, 而电平可与TTL电路兼容。
特点:
(1) 功能强, 使用灵活, 具有通用性。
(2) 集成度高, 功耗低, 构成系统时, 所用器件很少, 相互间连接线也少, 系统的可靠性明显高于用中小规模集成电路如74系列的TTL器件、74HC和CD4000系列的CMOS器件等构成的系统。
(3) 保密性好。GAL器件具有加密单元。这一单元被编辑后, 就禁止对门阵列再作进一步的编辑和验证, 除非将芯片全部擦除。加密单元可有效地防止抄袭电路设计。
(4) 必须根据需要对芯片进行编程, 因而对电路设计者来说, 编辑工具是必需的, 这是一笔不小的支出。同一芯片, 由于编辑不同, 其功能也不同。对使用含有 GAL器件的用户来说, 判断GAL的好坏很困难, 而一旦GAL芯片损坏, 则必须从设备生产厂家订购同一型号、同一编辑号的已编辑芯片。不仅未编辑的芯片不能用, 编辑不同的同一型号芯片也不能用。
标志电路包括标志建立清除电路和标志查询电路, 标志的建立采用触发器74HCT74、初始化采用2输入与门74HCT08实现初始状态的建立和标志的清除, 标志的查询采用锁存器74HCT373, 译码电路采用可编程逻辑门阵列GAL20V8。
标志状态的电路设计:状态的建立和清除通过读某一外设端口产生的脉冲信号, 该信号作用于触发器74HCT74的置位端, 控制状态的产生和清除。该状态信号输出供其它查询。
状态查询的电路设计:将输出机来的状态信号用锁存器74HCT373锁存, 如需要时, 用读某外设端口将状态读入供查询使用。
GAL20V8译码输出I/O读写a清除1/5s标志, 读写b置/清占用标志, 写c清输出机标志 (见图2) 。
2.3定时计数电路设计可编程定时器8253
8253与总线相连接的引线主要是:
(1) D0～D7双向数据线, 用以传送数据和控制字。
(2) CS片选输入信号, 低电平有效。
(3) RD读控制信号, 低电平有效。
(4) WR写控制信号, 低电平有效。
(5) A0、A1为8253内部计数器和控制寄存器的编码选择信号。
8253工作方式
从内部结构图, 8253内部有3个相同的16位计数器。
(1) 方式0 (计数结束产生中断)
计数器对CLK输入信号进行减法计数, 每一个时钟周期计数器减1。
(2) 方式1 (可编程单稳)
当计数值装入计数器后, 要门控信号GATE上升沿开始启动计数。
(3) 方式2 (频率发生器)
计数器装入初值。开始工作后, 计数器的输出OUT将连续输出一个时钟周期宽的负脉冲。
(4) 方式3 (方波发生器)
在这种方式下, 可以从OUT得到对称的方波输出。
(5) 方式4 (软件触发选通)
设置此方式后, 输出OUT立即变为高电平。一旦装入计数值, 计数立即开始。
(6) 方式5 (硬件触发选通)
设置此方式后, OUT输出为高电平。GATE的上升沿使计数开始。当计数结束时由输出端OUT送出一宽度为一个时钟周期的负脉冲。
此方式下, GATE电平的高低不影响计数, 计数由GATE的上升沿启动。若在计数结束前, 又出现GATE上升沿, 则计数从头开始。
从8253的6种工作方式中可以看到门控信号GATE十分重要, 而且对不同的工作方式, 其作用不一样。现将各种方式下, GATE的作用列于下:
8253的寻址及连接
寻址
(1) 8253占用4个接口地址, 地址由 A0、A1确定。
(2) 8253的计数器进行读操作, 可读出计数值, 具体实现方法有如下两种。
(3) 使计数器停止计数, 写入控制字, 规定好RL1和RL0的状态——也就是规定读一个字节还是读两个字节。
(4) 在计数过程中读计数值。读出当前的计数值并且不影响计数器工作。
(5) 写入特定控制字:SC1SC000××××。
(6) 利用读计数器操作—将16位计数值读出 (见图3) 。
3软件设计
软件工作流程如图4所示。
4结束语
该设计所需外围器件较少, 结构简单, 而且由于编程的灵活性, 使修改控制方案十分方便, 因而可以用较低的成本实现较复杂的控制功能。运行试验表明, 该系统性能稳定, 可作为实验对ISA总线研发的配套设备;同时, 通过修改软件可应用于大量由ISA总线开发的系统中。
摘要：以计算机的ISA总线为基础, 对它的外围电路进行研究;以静态存储器作为共享存储介质, 接口电路的设计包括各控制接口设计, 标志逻辑电路设计以及可编程定时计数器的设计, 该装置能对输出机进行各项检查。运行试验表明, 该系统性能稳定, 结构简单, 调试方便, 可作为对计算机ISA总线进一步研发的配套设备。
关键词：ISA总线,静态存储器,可编程定时计数器
参考文献
[1]郑学坚, 周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2000.
双S弯结构应变计算与试验测量 篇10
国际热核聚变实验堆(international thermal-nuclear experimental reactor,ITER)是目前正在进行的大型国际合作项目,旨在从科学和技术的角度验证和平利用聚变能的可行性。磁体馈线系统的设计是我国承担的ITER协议之一,该系统是为ITER内的超导磁体系统进行供电、冷却和诊断的主要通道,含有多条超导电流传输线、冷却管路和诊断电缆。工作时,超导电流传输线和冷却管在经历降温、升温过程时,将发生较大热变形,为了吸收这些位移量,加入了双S弯结构[1]。为保证S弯结构在一定位移载荷下不被破坏,有必要分析S弯结构的应力分布情况。由于超导电流传输线是异质材料的层状复合结构,其等效弹性模量计算的准确性还有待验证,且S弯结构在弹性范围内工作,可以将应力分析转化为应变分析。
1 理论计算
双S弯结构一端固定,在降温过程中吸收电缆或冷却管整体所产生的变形后,另一端将发生一定量的位移。可以将S弯结构看做是曲梁一端受载荷时的变形问题,有必要对该问题进行普适理论分析,研究梁上各处的轴力和弯矩分布情况。为了简化运算,忽略重力的影响,建立模型时取双S弯管材的轴线代替实际形状,如图1所示。已知S12端固定,计算结构上轴力和弯矩的分布时,可以将S0端的位移载荷等效为一个水平外力F的作用。
根据截面法,在外力F的作用下,双S弯结构各处的轴力和弯矩的表达式如表1所示,其中内力以拉应力为正,弯矩以逆时针为正,表达式中所用各参数所代表的意义见图1。
超导电流传输线和冷却管在设计时限定其在弹性范围内变形,根据材料力学中的能量原理,对于线弹性结构,欲求其结构上任一点处沿某一方向的位移,则在结构上施加一个与所求位移相应的单位力,其所求位移可表示为
A=π(r2o-r2i)
I=π(r4o-r4i)/4
式中,E为材料的弹性模量,对于复合材料或结构取其等效弹性模量;ro、ri为管子的外半径和内半径;G为材料的剪切模量;A为管子的横截面积;I为管子对轴线的惯性矩。
根据设计要求,双S弯结构的形状参数为
式(2)中的前一项是由弯矩产生的位移分量,后一项是由轴力产生的位移分量。可见位移主要由弯矩产生,而轴力相对来说所产生的位移很小。工作过程中,超导电流传输线和冷却管的温度从300K降到4.5K,通过对与S弯结构相连的超导母线或冷却管的热分析,双S弯结构需要吸收约79.4mm的轴向收缩位移[2],根据式(2)可算出施加的外力为
F≈1.87176×10-8E (3)
将式(3)分别代入表1各式,可计算出双S弯上各点处的轴力和弯矩。其中最大弯矩出现在A、B点,即
Mmax=-F(R+h2-H1)
由于A、B点在理论上受力情况相同,在后续的分析中将仅关注B点。S弯结构的曲率半径比管材半径大得多,可近似使用纯弯曲时正应力的计算公式[3],则由弯矩在B点产生的应力分量为
根据胡克定律,式(4)所对应的应变分量为
在B点由轴力产生的应力和应变分量分别为
σN=F/A
由式(3)、式(5)、式(6)可见,在计算由弯矩或轴力产生的应变时,材料的弹性模量E在逐级代入中被消去。双S弯结构的应变情况仅取决于结构本身的形状尺寸和位移载荷的大小,而与材料的弹性模量无关。
在弯矩的作用下,变形区的内侧由于受拉而伸长,应变为正;外侧受压而收缩,应变为负。某点处的总应变等于由弯矩和轴力分别产生的应变的代数和,而结构的最大应变和最小应变应该出现在B点的两侧,即
εmax=εM+εN εmin=-εM+εN (7)
将S弯结构的形状参数分别代入式(5)～式(7),可计算出B点处由弯矩、轴力产生的应变及结构的最大和最小应变。
2 数值模拟
为了验证计算方法的准确性,采用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟。为便于加载和获取某一方向上的应变分布,建模时取S1S0平行于x轴。对于B点而言,这样计算出的x轴方向的应变就是该处的轴向应变。定义材料的性能参数时,分别将材料的弹性模量设为60GPa、100GPa和200GPa,进行多次分析,以验证结构的应变分布是否与材料的弹性模量无关。设定边界条件时,将模型一端全固定,另一端给予沿x方向79.4mm的位移。
通过计算机模拟,对于材料弹性模量的不同设置,其应变分布完全相同,由此可以证明结构的应变分布确实与材料的弹性模量无关。
双S弯结构在x轴方向上的应变分布如图2所示,从图2可以看出,对应于图1的B点处确实出现了该结构的最大应变和最小应变,它们分别位于圆弧段的内侧和外侧,这与理论分析出的位置相一致。
3 试验测量
为了进一步验证该理论计算的准确性,按照理论计算模型设计加工试验装置和试样,如图3所示。固定板1、3固定在地基上,三根导向螺柱和两个千斤顶焊接于固定板3上,螺柱与拉板之间存在较大间隙,拉板可以沿螺柱轴向自由移动,且在螺柱径向上几乎不受约束。双S弯结构一端与固定板1焊接固定,另一端与拉板7焊接。拉伸前,由限位螺母4记录下拉板的起始位置,并在螺柱上安装限位螺母5,调整螺母4和螺母5之间的距离,使其等于拉板厚度和预拉伸位移之和。拉伸过程中,两个千斤顶带动拉板向限位螺母5的方向移动,间接对双S弯结构实现拉伸,当拉板3接触到限位螺母5时即完成了一次拉伸;回程过程中,千斤顶带动拉板压缩双S弯结构,由限位螺母4保证固定板3能刚好回到拉伸前所处的位置,完成一次循环。
对应图1的B点处沿平行于S1S0方向,在圆弧内外两侧粘贴电阻应变片。在轴线所确定的平面内,尽量使应变片远离轴线,即圆弧S5S6的最内侧和最外侧。这样测出的应变才是该点处的最大应变和最小应变。
分别采用半桥温度另补电路来测量试样表面的应变情况[4]。为了减小操作中的偶然误差,反复拉伸10次,取各次应变的平均值作为试验结果。
1、3.固定板 2.双S弯试样 4、5.限位螺母 6.导向螺柱 7.拉板 8.千斤顶
4 结果比较
采用理论分析求得的结果准确度比较高,且具有通用性,但这种方法工作量比较大,仅适用于比较规则的几何形状。数值模拟可以将大量的计算工作交给计算机来完成,能够分析比较复杂的结构,但其计算结果的准确度还需经过理论分析或试验来验证。试验得出的结果最具有实用性,然而试验只能测出几个特殊值,不具有通用性,其实现成本很高,且常常会受到操作误差的影响。
对于图1中B点的应变,上述三种方法所得结果如表2所示。以理论分析的结果为参考量,通过比较可以看到数值模拟计算出的最大应变和最小应变比理论计算值略大,相对差值约为3.3%;试验测得的最大应变和最小应变的绝对值均比理论分析值略小,其原因可能是:粘贴应变片时,偏离了圆弧S5S6的最内侧或最外侧,使得所测点到轴线的垂直距离小于试样外径,从而导致测量值偏小。但是总的来看,相对差值都比较小,在允许范围以内。
5 结论
本文基于材料力学中的能量原理,采用单位力法计算出了双S弯结构在一定位移载荷下的轴力、弯矩分布,然后计算出应变的分布。通过ANSYS有限元模拟和试验测量,选取最大应变和最小应变作为比较对象,理论计算值与数值模拟值和试验测量值之间相对差值都比较小,可以认为这种方法计算出的双S弯结构应变分布是比较准确的,为计算类似结构的变形情况提供了依据。由于材料在弹性范围内工作,通过胡克定律可以较准确地获得结构上的应力分布。
参考文献
[1]王建青,宋云涛,武松涛,等.ITER磁体过渡馈线的结构设计与优化[J].核技术,2006,29(4):271-275.
[2]ITER Group.TF Feeder Magnetic and MechanicalAnalysis[R].Heifei:ITER Group,2010.
[3]苏翼林.材料力学[M].北京:高等教育出版社,1988.
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