The control system based on FPGA technology for fatigue test stand MZGS-100 PL

• Autorzy: Macek W. , Macha E.

Identyfikatory

DOI

10.1515/meceng-2015-0006

Warianty tytułu

PL

System sterowania maszyny do badań zmęczeniowych materiałów konstrukcyjnych typu MZGS 100-PL w technologii FPGA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a solution of the control system for fatigue test stand MZGS-100 PL, comprising the integrated Real-Time controller based on FPGA (Field-Programmable Gate Array) technology with LabVIEW software. The described control system performs functions such as continuous regulation of speed induction motor, measuring strain of the lever machine and the test specimen, displacement of the polyharmonic vibrator, as well as the elimination of interferences, overload protection and emergency stop of the machine. The fatigue test stand also allows to set the pseudo-random history of energy parameter W(t).

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie układu sterowania maszyny zmęczeniowej MZGS-100PL, w oparciu o zintegrowany sterownik czasu rzeczywistego NI cRIO-9074 z oprogramowaniem Lab-VIEW w technologii FPGA. Przedstawiony układ sterowania umożliwia płynną regulację prędkości obrotowej silnika indukcyjnego, pomiar odkształceń dźwigni maszyny i badanej próbki, przemieszczenie wibratora poliharmonicznego, jak również eliminację zakłóceń oraz zabezpieczenie przed przeciążeniem i zatrzymanie awaryjne maszyny. Zaprezentowany system mechatroniczny do wyznaczania energetycznych charakterystyk zmęczeniowych materiałów przy zginaniu i skręcaniu pozwala na wyznaczanie energetycznych charakterystyk zmęczeniowych materiałów (Wa-N) przy obciążeniach cyklicznych oraz generowanie obciążeń pseudolosowych (poliharmonicznych).

Słowa kluczowe

EN

FPGA; control system; mechatronics; fatigue test; strain energy parameter

PL

FPGA; system sterujący; mechatronika; test zmęczeniowy; energetyczna charakterystyka zmęczeniowa

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. LXII, nr 1
• Strony: 85--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Macek W.

• Alstom Power, Thermal Power, Thermal Services, Fabryczna 10, 53-609 Wrocław, Poland

autor

Macha E.

• Department of Mechanics and Machine Design, Faculty of Mechanical Engineering, Opole University of Technology, Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland

Bibliografia

• [1] Achtelik H.: A machine for fatigue tests under pseudorandom bending and torsion loading, Patent 158338, Polish Patent Office, Warsaw 1992 (in Polish).
• [2] Achtelik H.: A device for fatigue tests under plane, non-synchronously variable stress state, Patent 366487, Polish Patent Office, Warsaw 2005 (in Polish).
• [3] Macek W., Macha E.: Energy-saving mechatronic system forfatigue tests of materials under variable-amplitude proportional bending and torsion, Solid State Phenomena Vol. 164, 2010, pp. 67-72.
• [4] Kasprzyczak L., Macha E., Marciniak Z.: Energy parameter control system of strength machine for material test under cyclic bending and torsion, Solid State Phenomena Vol. 198, 2013, pp. 489-494.
• [5] Macek W., Macha E., Kasprzyczak L.: Variants of control mechatronic systems for fatigue tests of materials under variable-amplitude proportional bending and torsion, Transfer of Innovation to the Interdisciplinary Teaching of Mechatronics for the Advanced Technology Needs, Eds. E. Macha and G. Robak, Opole University of Technology, pp. 237-253, Opole 2009.
• [6] Macha E.: A review of energy-based multiaxial fatigue failure criteria, The Archive of Mechanical Engineering XLVIII (1), 2001, pp. 71-101.
• [7] Rozumek D., Marciniak Z.: Control system of the fatigue test stand for material test under combined bending with torsion loading and experimental results, Mechanical Systems and Signal Processing 22, 2008, pp. 1289-1296.
• [8] Macha E., Niesłony A.: Critical plane fatigue life models of materials and structures under multiaxial stationary random loading: The state-of-art in Opole Research Centre CESTI and directions of future activities, International Journal of Fatigue, Vol. 39, 2012, pp. 95-102.
• [9] Macha E., Słowik J., Pawliczek R.: Energy based characterization of fatigue behaviour of cyclically unstable materials, Solid State Phenomena Vols. 147-149, 2009, pp. 512-517.
• [10] Słowik J., Łagoda T.: The fatigue life estimation of elements with circumferential notch under uniaxial state of loading, International Journal of Fatigue, Vol. 33, 2011, pp. 1304-1312.
• [11] Sulaiman N., Obaid Z.A., Marhaban M.H., Hamidon M.N.: Design and implementation of FPGA-based systems – a review, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 3(4): 3575-3596, 2009.