详情

原文传递轴系疲劳试验台架监测数据获取显示及存储关键技术研究

论文题名：	轴系疲劳试验台架监测数据获取显示及存储关键技术研究
关键词：	船舶轴系;疲劳试验台架;状态监测;数据处理
摘要：	船舶轴系是组成船舶动力系统的关键部件。在设计轴系时，不同的船级社标准或军标中规定了相应的轴径确定规范。但现有的轴径计算安全余量过大导致轴径普遍偏大。随着材料性能的不断改善及轴系制造安装工艺的改进，轴系的刚度、疲劳寿命等实际性能指标有了显著提升，在这种情况下仍然沿用几十年前的规范进行轴径设计会带来一定的浪费。但要研究轴径减小后轴系的实际疲劳寿命，就需要构建相应的疲劳寿命试验台架。同时，也需要有相应的测试手段和信息数据辅助处理工具。为此本文围绕轴系疲劳试验台架监测数据获取、显示及存储这几个环节的关键技术进行研究。　　首先梳理了现有的相关轴系试验台架在监测数据获取、显示与存储等环节上的处理方式，得出现有方式普遍存在设计逻辑简单固化、灵活性和扩展性较弱等不足之处。同时针对轴系疲劳试验长效性工作的特点，分析该特点对监测数据获取、显示与存储等处理环节的新需求。分别从台架系统的组成与特征分析、数据采集需求、功能需求、数据备份需求、性能需求等角度进行了论述。　　针对监测数据采集过程，对监测数据采集的物理连接方式进行分析，利用配置化设计方法，实现无需修改逻辑代码即可完成采集配置信息修改的功能，与以往的数据采集方法相比，增强了数据采集的扩展性。针对采集过程中可能出现异常情况导致采集中断的问题，设计双机热备份采集方法，使用主机和备用机共同完成监测数据采集任务，当主机发生异常情况时会自动切换备用机继续执行数据处理任务，保证数据处理的连续性。针对采集到的异常监测数据信息，设计异常数据清洗方法，利用阈值法和基于区间估计理论的方法来对异常数据进行识别并处理。　　针对监测数据显示过程，利用配置化设计方法，通过对界面元素、界面布局及数据源的配置化信息读取，自动生成监测数据显示界面，解决显示界面固化不便修改的问题。使用控件的自定义设计和异形化方法，设计试验台架的组态化展示和监测数据的多样化显示方案，并提供显示样式的修改功能，提高界面显示效果。　　针对监测数据存储及备份过程，首先设计监测数据的时域和频域统计分布方法用于数据分析。然后，针对大量数据的保存问题，利用水平分表方法来设计数据表的结构，将原数据表拆分成若干个较小的数据表，从而提高数据的保存和查询效率。最后，针对数据只能定时备份的问题，设计监测数据的备份方法，利用文件系统监视器来获取硬盘文件的变动，通过使用Netty网络框架来实现文件的本地及异地的双机备份，该方法能够实现数据文件的自动备份，提高试验过程中监测数据的安全性。　　本文选用.NET为开发平台，VB.NET为开发语言，SQL Server2014为数据库，对船舶轴系疲劳试验台架监测方案的程序模块进行了开发和应用验证。本文所设计的方案在实际的项目中已经得到应用，使用效果良好，相关技术可以在所有的台架测试、设备状态监测等场合进行应用。
作者：	王金璐
专业：	轮机工程
导师：	刘杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2021