[發明專利]金屬構件初始整體幾何缺陷的簡易測量方法有效

申請號：	201410178992.7	申請日：	2014-04-29
公開（公告）號：	CN103968814A	公開（公告）日：	2014-08-06
發明（設計）人：	馮然;完海鷹;宋滿榮	申請（專利權）人：	合肥工業大學
主分類號：	G01C15/00	分類號：	G01C15/00;G01C1/00
代理公司：	安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112	代理人：	余成俊
地址：	230009 ***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	金屬構件初始整體幾何缺陷簡易測量方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及金屬構件測量方法領域，具體是一種金屬構件初始整體幾何缺陷的簡易測量方法。

背景技術

金屬結構構件由于生產、鍛造和加工過程中生產工藝和加工工藝的制約，不可避免的存在這樣或那樣的初始缺陷，而構件的初始整體幾何缺陷就是其中一類重要的缺陷形式，尤其是對于長細比較大的受壓構件，初始整體幾何缺陷往往對其力學性能和破壞模式有著至關重要的影響。因此，在結構工程領域，尤其是金屬結構構件的設計計算中，無論是傳統的碳素鋼材料結構構件，還是以高強鋼和不銹鋼為代表的高性能鋼材結構構件，乃至以鋁合金為代表的新型金屬材料結構構件，初始整體幾何缺陷都是土木工程師和結構設計師必須要解決的一個問題。而對于科研工作者來說，對金屬結構構件的有限元數值模擬同樣必須考慮構件的初始整體幾何缺陷。如今，采用現代實驗技術方法，如激光掃描技術或三維整體成像技術可以精確的測量構件的初始整體幾何缺陷，然而這些先進的測量方法需要采用復雜且昂貴的專業測量儀器，而普通實驗室通常不具備這類測量儀器，因此如何用簡易的方法方便準確的測量構件的初始整體幾何缺陷就成了科學研究和工程實踐中急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬構件初始整體幾何缺陷的簡易測量方法，以解決現有技術構件初始整體幾何缺陷測量不便的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

金屬構件初始整體幾何缺陷的簡易測量方法包括以下步驟：

(1)首先在距離萬能試驗機上構件測試點一定距離的地方放置好三腳架，將光學經緯儀水平放置在三腳架上固定好，調整三腳架三個腳的高度，使得光學經緯儀與地面保持平行；

(2)然后將待測構件豎直放置于萬能試驗機測試點上，固定光學經緯儀的橫軸，使得光學經緯儀在水平面內無法轉動，通過在垂直面內上下移動光學經緯儀的鏡筒，觀測構件頂部和底部的鉛垂線，確保構件與地面保持垂直；

(3)接著通過萬能試驗機給構件施加微小的荷載，使得構件固定不動，然后松開光學經緯儀的橫軸，將光學經緯儀的鏡筒對準構件的右側，通過在垂直面內上下移動光學經緯儀的鏡筒，使得鏡筒中的十字交叉點移動的軌跡形成一條虛擬的直線，并確保這條虛擬的直接始終位于構件右側的外邊緣，且與構件右側邊緣保持一定的距離；

(4)再次固定光學經緯儀的橫軸，使得光學經緯儀在水平面內無法轉動，接著將普通鋼尺垂直構件右側平面分別放置于構件的頂部、中部和底部，通過在垂直面內上下移動光學經緯儀的鏡筒，分別讀取鏡筒中的十字交叉點與構件頂部、中部和底部的普通鋼尺相交時的讀數a₁，b₁，c₁，根據一定的幾何關系就可以計算出構件右側平面的一個初始整體幾何缺陷

(5)最后再選取構件右側頂部、中部和底部的不同位置，分別放置普通鋼尺以得到各組不同的讀數a₂，b₂，c₂；a₃，b₃，c₃...，然后采用步驟(4)中初始整體幾何缺陷的計算公式計算得到相對應的各組不同的初始整體幾何缺陷δ₂，δ₃，δ₄...，取各組所得結果的最大值作為構件右側平面最終的初始整體幾何缺陷δ＝Max(δ₁，δ₂，δ₃，δ₄...)。