[發(fā)明專利]拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610891175.5
• 申請(qǐng)日: 2016-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106644751B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文剛;陳湘陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): G01N3/20
• 分類號(hào): G01N3/20;G01N3/26;G01N3/06
• 代理公司: 北京市領(lǐng)專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

1.一種拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于測(cè)量拉線塔主柱的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，其特征在于：包括拉線塔主柱（2），所述的拉線塔主柱（2）水平放置，其拉線塔主柱（2）根部的固定板（3）固定于豎直放置的支撐架（5）上，支撐架（5）保持固定不動(dòng)，在拉線塔主柱（2）頂部一側(cè)焊接扭矩加載支架（1）；還包括激光發(fā)射器（6）和塔尺（4），激光發(fā)射器（6）發(fā)射的激光指向塔尺（4），在塔尺（4）讀取拉線塔主柱（2）加載彎曲載荷和扭轉(zhuǎn)載荷前后的變形量；在測(cè)量拉線塔主柱的扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)，在扭矩加載支架（1）上懸掛重物，兩個(gè)激光發(fā)射器（6）固定于拉線塔主柱（2）頂部的左右兩側(cè)，兩個(gè)塔尺（4）分別置于拉線塔主柱（2）頂部?jī)蓚?cè)，兩個(gè)激光發(fā)射器（6）發(fā)射的激光束分別指向兩個(gè)塔尺（4）的刻度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：在測(cè)量拉線塔主柱的彎曲剛度時(shí)，在拉線塔主柱（2）頂部放置重物，激光發(fā)射器（6）設(shè)置于拉線塔主柱（2）根部，在拉線塔主柱（2）頂部的下表面設(shè)置有圓環(huán)（7），其中圓環(huán)（7）與激光發(fā)射器（6）處于拉線塔主柱（2）橫截面的同一位置，并且圓環(huán)（7）內(nèi)徑與激光發(fā)射器（6）的激光束直徑匹配，塔尺（4）置于拉線塔主柱（2）頂部正前方，激光發(fā)射器（6）的激光束經(jīng)圓環(huán)（7）指向塔尺（4）的刻度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述的激光發(fā)射器（6）固定于三腳架上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的扭矩加載支架（1）包括一個(gè)水平桿和一個(gè)斜桿，其中水平桿的一端與拉線塔主柱（2）頂部的下表面固定連接，斜桿的一端與拉線塔主柱（2）頂部的上表面連接，并且斜桿的另一端與水平桿的另一端連接，水平桿和斜桿組成穩(wěn)定三角形結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的拉線塔主柱剛度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述拉線塔主柱（2）包括采用邊角鋼制作的主材和斜材，主材和斜材組成無(wú)變坡的桁架，桁架根部利用等邊角鋼通過(guò)加強(qiáng)筋焊接在固定板（3）上，固定板（3）通過(guò)螺栓安裝于支撐架（5）上。

6.一種拉線塔主柱剛度測(cè)量方法，其特征在于包括彎曲剛度測(cè)量方法和扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)量方法，

彎曲剛度測(cè)量方法的具體步驟：

1)首先利用手持式激光測(cè)距儀自帶的水平儀標(biāo)定激光發(fā)射器（5）水平，將其置于拉線塔主柱（2）根部，并固定于三腳架上，使得激光與拉線塔主柱（2）平行，穿過(guò)拉線塔主柱（2）頂部的圓環(huán)（7），并打在設(shè)置與拉線塔主柱（2）前方的塔尺（4）上，記錄此時(shí)塔尺（4）上的讀數(shù)；

2)將重物固定在拉線塔主柱（2）頂部，調(diào)整三腳架的旋鈕，使得激光發(fā)射器（6）發(fā)射的激光再次穿過(guò)圓環(huán)（7），并打在塔尺（4）上，記錄塔尺（4）上讀數(shù)，與步驟1中讀數(shù)對(duì)比，可以得到兩次的讀數(shù)之差a；

3)使用手持式激光測(cè)距儀測(cè)量激光發(fā)射器（6）根部到圓環(huán)（7）的距離b和激光發(fā)射器（6）頂端到塔尺的距離c，由相似原理可以得到，拉線塔主柱（2）頂端的位移d=a×b/c，此時(shí)得到的即為拉線塔主柱（2）頂端的彎曲變形量；

4)由梁桿結(jié)構(gòu)的彎曲變形公式可得，拉線塔主柱（2）的彎曲剛度，其中F為所施加重物的重量，l為拉線塔主柱（2）未變形前的長(zhǎng)度，為拉線塔主柱（2）的撓度，的具體數(shù)值為位移d三次計(jì)算值的平均值；

扭轉(zhuǎn)剛度測(cè)量方法的具體步驟：

1) 首先把兩個(gè)激光發(fā)射器（5）固定在拉線塔主柱（2）頂部的左右兩側(cè)，利用手持式激光測(cè)距儀自帶的水平儀標(biāo)定激光發(fā)射器（5）水平，使得激光水平打到位于拉線塔主柱（2）兩側(cè)的塔尺（4）上；

2)將重物通過(guò)繩索固定在拉線塔主柱（2）頂部的扭矩加載支架（1）上，待拉線塔主柱（2）穩(wěn)定后，記錄兩個(gè)塔尺（4）上的讀數(shù)m和n；

3)使用手持式激光測(cè)距儀測(cè)量?jī)蓚€(gè)塔尺（4）間的水平距離L，則拉線塔主柱（2）的扭轉(zhuǎn)角φ的正切值tanφ=(m-n)/L，進(jìn)而求得扭轉(zhuǎn)角φ=arctan((m-n)/L)；

4) 由薄壁桿結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)變形公式，得拉線塔主柱（2）的扭轉(zhuǎn)剛度，L為未變形拉線塔主柱（2）的長(zhǎng)度，T為拉線塔主柱上施加的扭矩。