[發(fā)明專利]一種圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210369112.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN102879135A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚洪巖;陳建康;歐陽(yáng)韡怡;施德勝;吳曉烽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/22
• 分類號(hào): G01L1/22
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 邱積權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法，尤其是涉及一種圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

為了提高某些材料的綜合力學(xué)性能，通常在其外圍添加一種圍壓裝置，該技術(shù)在工程中應(yīng)用極其廣泛。例如，在混凝土材料外圍添加圍壓裝置后，混凝土材料（工程上稱為圍壓混凝土）的綜合力學(xué)性能將得到顯著提高。圍壓裝置材料可以是金屬，合金以及高分子復(fù)合材料。材料在受到軸向壓縮時(shí)，圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布規(guī)律，對(duì)于圍壓材料的模型建立以及工程應(yīng)用具有重大現(xiàn)實(shí)意義。目前還沒有文獻(xiàn)披露涉及圍壓裝置內(nèi)材料在受到軸向壓縮時(shí)，該圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種圍壓裝置內(nèi)材料受到軸向壓縮的情況下，圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：1）在圍壓裝置外表面任取兩處對(duì)稱部位，先用粗砂布、再用細(xì)砂布，沿軸向打磨出寬度為1cm至2cm的光潔帶狀區(qū)域；

2）根據(jù)圍壓裝置的軸向長(zhǎng)度確定所需電阻應(yīng)變片的個(gè)數(shù)，在其中一條光潔帶狀區(qū)域沿軸向依次粘貼軸向電阻應(yīng)變片，相鄰兩個(gè)電阻應(yīng)變片之間間隔一定的距離，并且記錄每個(gè)電阻應(yīng)變片中心處到圍壓裝置頂端的距離，該距離依次記為????????????????????????????????????????????????、······；

3）在另外一條光潔帶狀區(qū)域內(nèi)，與每個(gè)軸向電阻應(yīng)變片中心位置相對(duì)應(yīng)的地方粘貼環(huán)向電阻應(yīng)變片，環(huán)向電阻應(yīng)變片中心位置到圍壓裝置頂端的距離與軸向電阻應(yīng)變片中心位置到圍壓裝置頂端的距離相等；

4）將每個(gè)電阻應(yīng)變片用導(dǎo)線與靜態(tài)電阻應(yīng)變儀連接，在圍壓裝置內(nèi)材料受到軸向壓縮時(shí)，記錄靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上各個(gè)電阻應(yīng)變片對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，軸向電阻應(yīng)變片讀數(shù)記為、······，環(huán)向電阻應(yīng)變片讀數(shù)記為、······；

5）將軸向電阻應(yīng)變片讀數(shù)和環(huán)向電阻應(yīng)變片度數(shù)代入正應(yīng)力公式?，?為圍壓裝置材料的楊氏模量，為圍壓裝置材料的泊松比，二者均為已知常數(shù)，這里······，即得到距離圍壓裝置頂端距離為、······處的正應(yīng)力值、······；

6）以正應(yīng)力值、······為縱坐標(biāo)，以到距離圍壓裝置頂端距離、······為相應(yīng)的橫坐標(biāo)，用MATLAB數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到函數(shù)的三次B樣條光滑曲線；

7）用MATLAB數(shù)學(xué)軟件求出此函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)函數(shù)，即得到，代入到圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力公式，該公式中為圍壓裝置內(nèi)徑，為圍壓裝置厚度，二者均為已知常數(shù)，便可得到該圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的函數(shù)圖形。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的特點(diǎn)如下：儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，本發(fā)明的主要儀器設(shè)備為靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和電阻應(yīng)變片，二者均為工程科研中所常見儀器設(shè)備；數(shù)據(jù)采集與處理方法簡(jiǎn)單，可以用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀同時(shí)采集各個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變，根據(jù)各個(gè)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三次B樣條曲線擬合，可以通過MATLAB數(shù)學(xué)軟件輕松實(shí)現(xiàn)；最終得出的摩擦力分布公式，由彈性力學(xué)分析得出，形式簡(jiǎn)潔，方法可靠。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量?jī)x器常見，操作簡(jiǎn)單方便，能夠測(cè)量不同直徑的圍壓裝置，測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確并且不會(huì)對(duì)圍壓裝置造成損害，故具有廣泛的實(shí)際工程應(yīng)用性。

附圖說明

圖1為圍壓裝置上電阻應(yīng)變片粘貼示意圖；

圖2為實(shí)施例中的三次B樣條曲線和三次B樣條曲線的一階導(dǎo)數(shù)曲線；

圖3為實(shí)施例中的圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布函數(shù)圖形。

圖4為柱坐標(biāo)系的建立；

圖5為高度為的圓環(huán)受力示意圖；

圖6為高度為的圓環(huán)上微小的平行六面體受力示意圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種圍壓裝置內(nèi)壁摩擦力分布的測(cè)量方法，其特征在于包括如下具體步驟：

1）在圍壓裝置外表面任取兩處對(duì)稱部位，先用粗砂布、再用細(xì)砂布，沿軸向打磨出寬度為1cm至2cm的光潔帶狀區(qū)域；

2）根據(jù)圍壓裝置的軸向長(zhǎng)度確定所需電阻應(yīng)變片的個(gè)數(shù)，在其中一條光潔帶狀區(qū)域沿軸向依次粘貼軸向電阻應(yīng)變片，相鄰兩個(gè)電阻應(yīng)變片之間間隔一定的距離，并且記錄每個(gè)電阻應(yīng)變片中心處到圍壓裝置頂端的距離，該距離依次記為0.05m、0.09m、0.13m、0.17m和0.21m；

3）在另外一條光潔帶狀區(qū)域內(nèi)，與每個(gè)軸向電阻應(yīng)變片中心位置相對(duì)應(yīng)的地方粘貼環(huán)向電阻應(yīng)變片，環(huán)向電阻應(yīng)變片中心位置到圍壓裝置頂端的距離與軸向電阻應(yīng)變片中心位置到圍壓裝置頂端的距離相等；