[發明專利]一種基于應變的懸臂構件擾度測量裝置及方法在審
| 申請號： | 201710678180.2 | 申請日： | 2017-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN109163651A | 公開（公告）日： | 2019-01-08 |
| 發明（設計）人： | 雷明鋒;林越翔;彭立敏;施成華;朱釗辰 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | G01B7/16 | 分類號： | G01B7/16;G01M5/00;G01M13/00 |
| 代理公司： | 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113 | 代理人： | 馬強;王娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 懸臂構件 度測量裝置 測量數據 應變變化 應變計 隧道工程 數據采集組件 數據處理組件 變形曲線 測量監測 測量裝置 定點測量 動態監控 固有缺陷 激光測距 建筑結構 結構變形 上下表面 懸臂結構 監測點 全站儀 管棚 錨桿 測量 視線 采集 制約 應用 | ||
1.一種基于應變的懸臂構件擾度測量裝置，其特征在于，包括：
單向應變計組，用于測量監測點處懸臂構件上下表面的應變變化；
數據采集組件，用于采集各監測點的測量數據；
數據處理組件，用于根據單向應變計組測量的應變變化，通過應變-擾度法對數據采集組件所獲取的測量數據進行處理，獲得懸臂構件變形曲線。
2.根據權利要求1所述的基于應變的懸臂構件擾度測量裝置，其特征在于，所述單向應變計組包括：
應變計(12)；
支座(11)，用于支撐固定應變計(12)；
信號線(13)，用于將所述應變計(12)與所述數據處理組件電連接。
3.根據權利要求2所述的基于應變的懸臂構件擾度測量裝置，其特征在于，所述單向應變計組還包括：
保護層(14)，包覆所述應變計(12)、支座(11)、信號線(13)形成的組件。
4.根據權利要求3所述的基于應變的懸臂構件擾度測量裝置，其特征在于，所述應變計(12)個數為兩個以上；且兩個以上所述應變計(12)均勻分布于所述保護層(14)內。
5.根據權利要求3所述的基于應變的懸臂構件擾度測量裝置，其特征在于，相鄰兩個應變計(12)的間距為0.5m。
6.一種基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)在構件變形之前，根據懸臂構件實際尺寸，截取足夠長度單向應變計組，于測點的上下表面對應布置單向應變計組，使單向應變計組對齊并密貼固結于待測懸臂構件表面，記錄下應變計的初始狀態；
2)構件變形后，讀取測點上下表面應變計的數值，并計算懸臂構件各分段的平均曲率及各測點轉角；
3)根據各分段的平均曲率及測點轉角，采用應變-擾度換算法得到各分段的擾度增量，通過累加各分段的擾度增量得到各測點的擾度值；
4)基于各測點的擾度值，擬合出構件的變形曲線。
7.根據權利要求6所述的基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，步驟1)中，所述單向應變計組端頭與懸臂構件固支端、自由端之間的距離均小于0.5m，且懸臂構件變形后固支端處的轉角、曲率及擾度為0。
8.根據權利要求6所述的基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，步驟2)中，構件各分段的平均曲率計算公式如下：
其中，i＝0,1,2,…,n，εup,i和εdown,i分別為測點i處上下表面應變計所測得的應變量值，ρi-1和ρi分別為第i分段兩端測點的曲率；hi為上下表面應變計的垂直距離，n為測點的數量。
9.根據權利要求8所述的基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，步驟2)中，各測點轉角的計算公式如下：其中，θi-1、θi分別為第i分段兩端截面的轉角；li為分段的長度；懸臂構件固支端的轉角為θ0＝0°。
10.根據權利要求9所述的基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，步驟3)中，測點i處擾度增量計算式如下：
11.根據權利要求10所述的基于應變的懸臂構件擾度測量方法，其特征在于，步驟3)中，第m個測點處擾度值計算式如下：
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