[發明專利]一種開式行骨架結構變形場實時測量方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 202210335443.0
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114417537B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王旭;吉孟宇;彭高亮;劉世偉;張建隆;趙祥杰;吳林潮;程楓;李思玨
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所;哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F17/16;G06F119/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 梁田

1.一種開式行骨架結構變形場實時測量方法，其特征在于，該方法包括：

針對結構實際使用工況下的典型受力狀態，對開式行骨架結構施加模擬負載，選取監測點，采集各對應負載狀態下的應力應變數據和結構變形場數據，形成預標定數據集；

獲取被測開式行骨架結構的一組實時應力應變數據；將所述實時應力應變數據與所述預標定數據集中各組數據進行相似度計算，得到相似度矩陣；

對所述相似度矩陣中的相似度數據排序，根據相似度數據大小，從所述預標定數據集中選取K個與該組實時應力應變數據距離最近的預標定樣本，作為K組預標定數據；

根據所述相似度矩陣中的相似度數據，計算相似度系數矩陣；

根據所述相似度系數矩陣和所述K組預標定數據，計算當前受力狀態下的監測點變形位移數據；

根據所述監測點變形位移數據，采用差值方法對整個陣面變形場進行差值計算，擬合出整個陣面上任意點的變形量，得到實時變形場擬合數據。

2.根據權利要求1所述的一種開式行骨架結構變形場實時測量方法，其特征在于，所述的形成預標定數據集之后，還包括對預標定數據集歸一化處理，并保存各組應變-變形量數據的歸一化系數矩陣；

所述的獲取被測開式行骨架結構的一組實時應力應變數據之后，還包括對所述實時應力應變數據進行歸一化處理，保存歸一化系數。

3.根據權利要求2所述的一種開式行骨架結構變形場實時測量方法，其特征在于，所述的對預標定數據集歸一化處理，采用的數據歸一化方法為：

其中，X′_i，k為各組預標定數據樣本歸一化后的應力應變數據；Y`_i，k為各組預標定數據樣本歸一化后對應的變形場數據；X_i，k、X_i，j為預標定樣本數據中原始應力應變數據；Y_i，k、Y_i，j為預標定樣本數據中各點變形場數據；N為變形位移場測點數；i為各組預標定數據集中各組數據和標簽的索引，j為各組預標定數據中應變片數值的索引；k為各組預標定數據中標簽數據的變形量索引；

各組預標定數據的歸一化系數為：

其中，A_ti為預標定數據集中第i個樣本的歸一化系數；X_i，j為預標定樣本數據中原始應力應變數據；P為預標定數據集中樣本個數；M為應變數據測點數。

4.根據權利要求1所述的一種開式行骨架結構變形場實時測量方法，其特征在于，所述的采集各對應負載狀態下的應力應變數據和結構變形場數據，具體包括：

采用激光測距儀或者三坐標測量儀設備，對監測點的結構變形場數據進行采集；

采用在被測開式行骨架結構的行骨架上布置應力應變傳感器陣列的方式，采集被測開式行骨架結構的應力應變數據。

5.根據權利要求1所述的一種開式行骨架結構變形場實時測量方法，其特征在于，所述預標定數據集的形成步驟為：

在被測結構除受重力作用外無施加任何外部負載和干擾狀態下進行數據采集，采集到的應力應變數據和結構變形場數據記為零點數據；

根據所述零點數據，被測結構在服役狀態下的可能受力狀態下，對陣面施加不同大小的模擬載荷，采集各受力狀態下被測開式行骨架結構對應的應力應變數據X_i,j和對應的結構變形場數據Y_i,k，其中，i＝1,2,…,P；j＝1,2,…,M；k＝1,2,…,N；將應力應變數據X_i,j作為預標定數據集的樣本數據，并將結構變形場數據Y_i,k作為預標定數據集的標簽數據。