[發明專利]非接觸測量拉索非線性動應變的計算方法

有效

• 申請號: 201610242336.8
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105674895B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 吳慶雄;黃宛昆;陳寶春;韋建剛
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B21/32
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種非接觸測量拉索非線性動應變的計算方法，其特征在于：首先，利用有限差分法對基于整體割線坐標系下拉索的非線性應變計算公式進行推導，得到由位移計算拉索非線性動應變的計算公式；其次，利用普通攝像設備對拉索測點拍攝，并對拍攝相片進行分析計算，得到拉索測點的振動位移；最后，將得到的拉索測點的振動位移代入拉索非線性動應變的計算公式，得到拉索的非線性動應變測量結果；該方法具體實現如下：

坐標系(X,Z)定義為整體坐標系，X坐標為橫軸，Z坐標為縱軸；坐標系(X*,Z*)定義為整體割線坐標系，X*坐標為橫軸，Z*坐標為縱軸；在整體割線坐標系下，對于垂跨比小于1/10的拉索，可近似認為：①忽略索的軸向變形，即u*≈0；②索長方向ds與dx*接近，即ds≈dx*；此時，拉索的非線性動應變計算公式為：

式中，Δε為拉索的應變增量，w*為沿Z*方向的位移；

不考慮斜拉索彎曲剛度的影響，整體割線坐標系下斜拉索的初期形狀為：

式中：β＝mgL/8Hsecθ，η＝(mgL/Hsecθ)sinθ＝8βsinθ，L為拉索兩端點之間的長度，z*是斜拉索因自重產生的垂度，θ為傾角，H是拉索索力值的水平分量；

在整體割線坐標下，對斜拉索進行離散，對于任意非邊界節點i(1≤i≤n)，在t時刻沿Z^*方向的位移為w_i,t^*；由有限差分法有：

公式(3)即為利用位移計算拉索非線性動應變的計算公式。