[發明專利]多孔變截面承載梁的載荷識別與撓度解算方法及系統

在審

• 申請號: 202010437097.8
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111723468A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 周偉;吳依桐;梁習鋒;方聰聰;王田天;魯寨軍;陳琳;肖合婷
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;B61F1/00;B61D3/16;G06F119/14
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種多孔變截面承載梁的載荷識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取待測的落下孔車的多孔變截面承載梁的幾何參數與材料參數，根據所幾何參數與材料參數建立待測落下孔車的多孔變截面承載梁的物理模型；

S2：通過對應設置在承載梁的肩座的底部基平面內多個應力作用點的多個應變傳感器，獲取承載梁的肩座的多點在途縱向應變數據作為輸入，通過數值仿真計算獲取肩座上各單點承載的垂向載荷，得到以在途應變數據為輸入及以承載梁的肩座的垂向載荷為輸出的載荷識別模型；

S3：根據落下孔車在實際運輸中在不同載重下的對應的負載位置，調整所述多個應變傳感器的位置，由所述多個應變傳感器采集承載梁的底部基平面的在途縱向應變數據集，通過所述載荷識別模型實時進行承載梁的垂向載荷識別，得到在途運行下落下孔車承載梁與負載位置對應的肩座垂向載荷。

2.根據權利要求1所述的多孔變截面承載梁的載荷識別方法，其特征在于，

所述幾何參數包括：承載梁有效長度L、承載梁變截面部分長度L_i，且i＝1,2,3,4；負載位置即承載梁承重點距較近側加載位置的長度L_F、各孔面積函數S(x_i)，其中i＝1,2,3,4；各孔間距分別為s_i，其中i＝1,2,3；各孔距梁上側端面的高度g_i，其中i＝1,2,3；承載梁最左側孔距梁左側承重點的長度L_l1、最右側孔距梁右側承重點的長度L_r1、承載梁外表面最大高度H₁、承載梁外表面最小高度h₁、承載梁內表面最大高度H₀、承載梁內表面最小高度h₀、以及承載梁外截面寬度b₁以及承載梁內截面寬度b₀；

所述材料參數包括：承載梁的縱向應變ε_i、承載梁的垂向撓度ω_i以及承載梁的肩座垂向載荷F_i，其中i＝1,2。

3.根據權利要求1或2所述的多孔變截面承載梁的載荷識別方法，其特征在于，所述載荷識別模型如下：

加載在承載梁肩座垂向載荷F₁、F₂分別在承載梁的底部基平面的對應兩個應力作用點上產生兩個縱向應變ε_{1_F1}和ε_{2_F1}以及ε_{1_F2}和ε_{2_F2}：

得出底部基平面兩點的縱向合應變ε₁、ε₂：

由上得出以在途縱向應變數據為輸入、承載梁的肩座垂向載荷為輸出的載荷識別模型如下：

其中，a_{1_F1}，a_{2_F1}，a_{1_F2}和a_{2_F2}分別為承載梁的肩座垂向載荷F₁與縱向應變ε_{1_F1}，F₁與ε_{2_F1}，F₂與ε_{1_F2}，F₂與ε_{2_F2}之間的擬合應變力系數，單位為με/kN。