[發(fā)明專利]一種管道彎曲應(yīng)變的獲取方法及測量設(shè)備有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410513455.3 | 申請日： | 2014-09-29 |
| 公開（公告）號： | CN104296717B | 公開（公告）日： | 2017-04-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李睿;馮慶善;陳朋超;張海亮;趙曉明;韓小明;劉成海;燕冰川 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油天然氣股份有限公司 |
| 主分類號： | G01B21/32 | 分類號： | G01B21/32 |
| 代理公司： | 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所11302 | 代理人： | 劉杰 |
| 地址： | 100007 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 管道 彎曲 應(yīng)變 獲取 方法 測量 設(shè)備 | ||
1.一種管道彎曲應(yīng)變的獲取方法，其特征在于，包括：
獲取管道測繪裝置通過待測管道的三維路徑；
根據(jù)所述三維路徑，獲取時間向量與三維坐標(biāo)系中的每一個坐標(biāo)軸的對應(yīng)關(guān)系，其中，所述三維路徑為所述三維坐標(biāo)系中的曲線；
根據(jù)曲面計算模型和所述對應(yīng)關(guān)系，獲取所述待測管道的彎曲曲率；
根據(jù)所述待測管道的彎曲曲率，獲取所述待測管道的彎曲應(yīng)變。
2.如權(quán)利要求1所述的獲取方法，其特征在于，所述三維路徑具體為：
v(s)＝[x(s),y(s),z(s)]???公式(1)
其中，v(s)用于表征所述三維路徑，s為選取中心線的距離。
3.如權(quán)利要求2所述的獲取方法，其特征在于，所述根據(jù)所述三維路徑，獲取時間向量與三維坐標(biāo)系中的每一個坐標(biāo)軸的對應(yīng)關(guān)系，具體為：
若時間向量用t表示，且t與三維坐標(biāo)系中的xy平面之間的角度為P，t與三維坐標(biāo)系中的yz平面之間的角度為A，則t與每一個坐標(biāo)軸的對應(yīng)關(guān)系為：
tx＝cosPsinA
ty＝cosPcosA???公式(2)
tz＝sinP。
4.如權(quán)利要求3所述的獲取方法，其特征在于，所述根據(jù)曲面計算模型和所述對應(yīng)關(guān)系，獲取所述待測管道的彎曲曲率，具體為：
根據(jù)曲面計算模型和所述對應(yīng)關(guān)系，獲取所述待測管道的總曲率、所述待測管道的垂直曲率和所述待測管道的水平曲率。
5.如權(quán)利要求4所述的獲取方法，其特征在于，所述根據(jù)曲面計算模型和所述對應(yīng)關(guān)系，獲取所述待測管道的總曲率、所述待測管道的垂直曲率和所述待測管道的水平曲率，具體為：
根據(jù)三維坐標(biāo)系中總曲率為k(s)＝dt/ds，確定曲率與三維坐標(biāo)系中的三個平面的對應(yīng)關(guān)系為：
kx＝dtx/ds；ky＝dty/ds；kz＝dtz/ds???公式(3)
將公式(2)代入公式(3)和公式(4)中，獲取所述待測管道的總曲率為：所述待測管道的垂直曲率為kv＝-dP/ds和所述待測管道的水平曲率為kh＝-(dA/ds)cosP。
6.如權(quán)利要求5所述的獲取方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待測管道的彎曲曲率，獲取所述待測管道的彎曲應(yīng)變，具體包括：
根據(jù)彎曲曲率與彎曲應(yīng)變的關(guān)系模型和所述待測管道的彎曲曲率，確定所述待測管道的總彎曲應(yīng)變?yōu)棣牛絢D/2、所述待測管道的水平彎曲應(yīng)變?yōu)棣?sub>h＝khD/2和所述待測管道的垂直彎曲應(yīng)變?yōu)棣?sub>v＝kvD/2。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述獲取所述待測管道的彎曲應(yīng)變之后，所述方法還包括：
根據(jù)所述管道的彎曲應(yīng)變，獲取所述管道表面上任意一點所受的彎曲應(yīng)變應(yīng)ε(α)為：
ε(α)＝εvcosα+εhsinα
其中，α為管道截面的順時針角度。
8.一種管道彎曲應(yīng)變的測量設(shè)備，其特征在于，包括：
三維路徑獲取單元，用于獲取管道測繪裝置通過待測管道的三維路徑；
對應(yīng)關(guān)系獲取單元，用于根據(jù)所述三維路徑，獲取時間向量與三維坐標(biāo)系中的每一個坐標(biāo)軸的對應(yīng)關(guān)系，其中，所述三維路徑為所述三維坐標(biāo)系中的曲線；
彎曲曲率獲取單元，用于根據(jù)曲面計算模型和所述對應(yīng)關(guān)系，獲取所述待測管道的彎曲曲率；
彎曲應(yīng)變獲取單元，用于根據(jù)所述待測管道的彎曲曲率，獲取所述待測管道的彎曲應(yīng)變。
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