[發(fā)明專利]一種漂浮狀態(tài)的懸臂梁變形測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011258784.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112461163A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立;李小旭;周傳明;張嘉;李艷麗;董明玉;陳偉民;陳建挺;高玉玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所;江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B13/24
• 分類號(hào): G01B13/24;G01B5/30
• 代理公司: 上海遠(yuǎn)同律師事務(wù)所 31307
• 代理人: 張堅(jiān)

本發(fā)明公開了一種漂浮狀態(tài)的懸臂梁變形測(cè)量方法，在懸臂梁上表面設(shè)置透明彈性橡膠軟管，在被測(cè)懸臂梁自由端施加負(fù)載，使懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形，并使透明彈性橡膠軟管隨懸臂梁的彎曲變形一起變形，從而引起透明硬管內(nèi)液位在刻度尺上的讀數(shù)變化；通過液位變化值查詢與擾度的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，以獲得被測(cè)懸臂梁的測(cè)量擾度值；還可通過卸載負(fù)載，觀察刻度尺上液位是否回到初始空載讀數(shù)位置，以此判斷懸臂梁是否發(fā)生塑性變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于懸臂梁受力模型、具體涉及一種漂浮狀態(tài)的懸臂梁變形測(cè)量方法。

背景技術(shù)

船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)制造中需布置起重設(shè)備，而一些起重設(shè)備工作受力模型可簡化為懸臂梁的受力形式。起重設(shè)備安裝完成后需要做系泊負(fù)載試驗(yàn)，來驗(yàn)證其梁結(jié)構(gòu)的剛度、受力后懸臂梁端部的撓度、以及起重設(shè)備卸載超負(fù)載、壓載后是否發(fā)生塑性變形，特別是一些要求較高的特種船舶搭載的起重設(shè)備。由于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物漂浮在水中，受風(fēng)浪流作用起重設(shè)備相對(duì)于岸位置動(dòng)態(tài)變化，傳統(tǒng)上，陸地測(cè)量懸臂梁變形的方法難以適用于測(cè)量安裝于水上結(jié)構(gòu)物的懸臂梁，例如全站儀測(cè)量位置點(diǎn)坐標(biāo)等。受現(xiàn)場試驗(yàn)測(cè)量條件限制和懸臂梁結(jié)構(gòu)尺寸大，應(yīng)變片等輔助測(cè)量電子設(shè)備敷設(shè)困難實(shí)施復(fù)雜，用直尺等測(cè)量工具因基準(zhǔn)點(diǎn)難以找且測(cè)量工具和測(cè)量值精度都難以保證。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常是采用直觀監(jiān)測(cè)或者是粘貼應(yīng)變片的方式來測(cè)量海上結(jié)構(gòu)物的懸臂梁變形。全站儀測(cè)量位置點(diǎn)坐標(biāo)方法的缺點(diǎn)在于該方法僅適合在陸地上的固定坐標(biāo)系下進(jìn)行測(cè)量，而不適用于處于水上漂浮的相對(duì)坐標(biāo)系下測(cè)量變形量。粘貼應(yīng)變片的缺點(diǎn)在于僅能獲取到瞬時(shí)的應(yīng)力值，無法形成有效的變形量數(shù)值，在應(yīng)力值和變形量之間無法構(gòu)建具體的換算方法，且具有一定的誤差，需要經(jīng)常更換應(yīng)變片，這就增加了使用難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種漂浮狀態(tài)的懸臂梁變形測(cè)量方法，能夠適用于水上漂浮的相對(duì)坐標(biāo)系下懸臂梁的變形量測(cè)量。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種漂浮狀態(tài)的懸臂梁變形測(cè)量方法，采用懸臂梁變形測(cè)量裝置，包括一透明彈性橡膠軟管、一豎直設(shè)于懸臂梁固定端后方的刻度尺、沿刻度尺表面豎直敷設(shè)的兩透明硬管、一透明彈性橡膠軟管彎折成U形狀，前端彎折部超出懸臂梁自由端，兩中段沿懸臂梁上表面敷設(shè)且與懸臂梁中心線平行，兩后段上彎后沿刻度尺表面豎直向上敷設(shè)并分別與一透明硬管相連形成連通器；連通器內(nèi)具有液面位于透明硬管處的液體；透明硬管的直徑小于透明彈性橡膠軟管的直徑；

該變形測(cè)量方法的步驟為：

S1.在被測(cè)懸臂梁自由端施加負(fù)載，使懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形，并使透明彈性橡膠軟管隨懸臂梁的彎曲變形一起變形，從而引起透明硬管內(nèi)液位在刻度尺上的讀數(shù)變化；

S2.根據(jù)獲得的液位變化差值△L，通過查詢預(yù)制的同類型懸臂梁的液位變化差值與擾度對(duì)照表，獲得被測(cè)懸臂梁的測(cè)量擾度值。

還包括步驟S3.卸載負(fù)載，觀察刻度尺上液位是否回到初始空載讀數(shù)位置，以此判斷懸臂梁是否發(fā)生塑性變形。

還包括步驟S4.通過測(cè)量擾度值與懸臂梁撓曲線方程算出的撓度值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證其材料和結(jié)構(gòu)特性。

所述液位變化差值與擾度對(duì)照表的制作方法為：在懸臂梁自由端一側(cè)的豎直設(shè)置一垂向標(biāo)定尺；在懸臂梁自由端施加負(fù)載G，使懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形至垂向標(biāo)定尺上各個(gè)單位定長擾度時(shí)，獲得相應(yīng)的液位變化差值，以此獲得所述對(duì)照表。

所述透明彈性橡膠軟管的沿刻度尺表面豎直向上敷設(shè)的一后段上設(shè)有注液支管，并配有截止快速接頭閥。

所述透明彈性橡膠軟管的沿懸臂梁上表面敷設(shè)的兩中段的首尾兩端分別通過設(shè)置強(qiáng)力固定膠帶與懸臂梁上表面相固定。

所述透明彈性橡膠軟管的沿刻度尺表面豎直向上敷設(shè)的兩后段的下端及兩透明硬管的上端分別通過設(shè)置管固定夾固定于刻度尺表面上，且同側(cè)的上、下兩管固定夾保持同軸心。