一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于剪力測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法。將剪力測量裝置安裝振動臺上，待測模型固定于剪力測量裝置的固定板上，并可以沿滑軌在水平方向滑動，相當(dāng)于去掉模型在水平方向的約束，通過在待測模型和一個固定支座之間安裝軸力傳感器，將待測模型底部的剪力轉(zhuǎn)化成軸力傳感器測得的軸力。本發(fā)明可以省去現(xiàn)有測量方法中粘貼應(yīng)變片、標(biāo)定應(yīng)力應(yīng)變曲線等繁瑣過程，只需將該裝置安裝在模型和基礎(chǔ)之間，就可以測出支座處的單向水平剪力。安裝及測量過程便捷，測量精度高，適用性強(qiáng)，且成本低廉，市場競爭力強(qiáng)。
【專利說明】一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于剪力測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)方法是一種新型結(jié)構(gòu)動力試驗(yàn)方法，試驗(yàn)中物理子結(jié)構(gòu)與數(shù)值子結(jié)構(gòu)之間交界面的剪力測量是這種方法非常重要的一項技術(shù)要求。目前，公知的測量剪力的方法是通過應(yīng)變測量來實(shí)現(xiàn)。該方法僅適用于支座處局部應(yīng)變便于測得的彈性桿件結(jié)構(gòu)，測量器材包括:金屬應(yīng)變片、信號線及配套的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。將應(yīng)變片貼在支座處桿件的兩側(cè)，當(dāng)結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下發(fā)生變形，通過測量應(yīng)變片的變形，傳給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后換算為剪力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的應(yīng)變測量方法中粘貼應(yīng)變片繁瑣，適用條件有限、標(biāo)定過程工作量大的不足，本發(fā)明提供一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法。
[0004]本發(fā)明所述的剪力測量裝置采用的技術(shù)方案為:
[0005]表面平滑的連接鋼板固定在振動臺臺面上，多條平行的直線導(dǎo)軌固定在連接鋼板上，各條導(dǎo)軌上分別安裝剛性的滑塊；固定板設(shè)置在三條導(dǎo)軌的正上方，并與各滑塊固接，固定板上部用于安放物理子結(jié)構(gòu)；在固定板上安裝一個加速度傳感器，測量加速度；在固定鋼板及振動臺臺面上各安裝一個固定支撐，兩個固定支撐之間采用螺桿連接，并在螺桿上安裝軸力傳感器；軸力傳感器和加速度傳感器通過信號線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
[0006]所述直線導(dǎo)軌的數(shù)量為3條。
[0007]所述固定板與各滑塊之間分別通過螺栓固接。
[0008]本發(fā)明提供的使用所述剪力測量裝置進(jìn)行剪力測量的方法，具有以下步驟:
[0009](I)將物理子結(jié)構(gòu)安裝在固定板上，并通過螺栓與固定板固接；
[0010](2)通過軸力傳感器測出軸力Fn，通過加速度傳感器測出固定板的加速度a ；
[0011](3)通過公式Fs=FN+y (m+mp)g-ma,得到結(jié)構(gòu)交界面的剪力Fs,其中，μ為滑塊與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，m為固定板的質(zhì)量，mp為物理子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:
[0013]在實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)中，將待測模型固定于固定板上，并可以沿滑軌在水平方向滑動，相當(dāng)于去掉模型在水平方向的約束，通過在待測模型和一個固定支座之間安裝軸力傳感器，將測待測模型底部的剪力轉(zhuǎn)化成軸力傳感器測得的軸力。本發(fā)明能夠方便快捷的測量物理子結(jié)構(gòu)和數(shù)值子結(jié)構(gòu)交界面上的剪力，可以省去現(xiàn)有測量方法中粘貼應(yīng)變片、標(biāo)定應(yīng)力應(yīng)變曲線等繁瑣過程。安裝及測量過程便捷，測量精度高，適用性強(qiáng)，且成本低廉，市場競爭力強(qiáng)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中標(biāo)號:
[0016]1-振動臺臺面；2_連接鋼板；3-滑塊；4-導(dǎo)軌；5_加速度傳感器；6_固定板；7-軸力傳感器；8_螺桿；9-固定支撐；10_數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明提供一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置及測量方法，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0018]本發(fā)明所述的剪力測量裝 置結(jié)構(gòu)如圖1所示，表面平滑的連接鋼板2固定在振動臺臺面I上，3條平行的直線導(dǎo)軌4固定在連接鋼板2上，各條導(dǎo)軌4上分別安裝剛性的滑塊3 ;固定板6設(shè)置在三條導(dǎo)軌4的正上方，并與各滑塊3通過螺栓固接，固定板6上部用于安放物理子結(jié)構(gòu)；在固定板6上安裝一個加速度傳感器5，測量加速度；在固定鋼板6及振動臺臺面I上各安裝一個固定支撐9，兩個固定支撐9之間采用螺桿8連接，并在螺桿8上安裝軸力傳感器7 ;軸力傳感器7和加速度傳感器5通過信號線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)10連接。
[0019]使用所述剪力測量裝置進(jìn)行剪力測量時，按以下步驟進(jìn)行:
[0020](I)將物理子結(jié)構(gòu)安裝在固定板6上，并通過螺栓與固定板6固接；
[0021](2)通過軸力傳感器8測出軸力Fn，通過加速度傳感器5測出固定板6的加速度
a ?
[0022](3)通過公式Fs=Fn+μ (m+mp)g-ma，得到結(jié)構(gòu)交界面的剪力Fs，其中，μ為滑塊3與導(dǎo)軌4之間的摩擦系數(shù)，m為固定板6的質(zhì)量，mp為物理子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置，其特征在于，表面平滑的連接鋼板(2)固定在振動臺臺面(I)上，多條平行的直線導(dǎo)軌(4)固定在連接鋼板(2)上，各條導(dǎo)軌(4)上分別安裝剛性的滑塊(3);固定板(6)設(shè)置在三條導(dǎo)軌(4)的正上方，并與各滑塊(3)固接，固定板(6)上部用于安放物理子結(jié)構(gòu)；在固定板(6)上安裝一個加速度傳感器(5)，測量加速度；在固定鋼板(6)及振動臺臺面(I)上各安裝一個固定支撐(9)，兩個固定支撐(9)之間采用螺桿(8)連接，并在螺桿(8)上安裝軸力傳感器(7);軸力傳感器(7)和加速度傳感器(5)通過信號線與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置，其特征在于:所述直線導(dǎo)軌(4)的數(shù)量為3條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于實(shí)時耦聯(lián)動力試驗(yàn)的剪力測量裝置，其特征在于:所述固定板(6)與各滑塊(3)之間分別通過螺栓固接。
4.一種使用權(quán)利要求1所述的剪力測量裝置進(jìn)行剪力測量的方法，其特征在于，具有以下步驟: 將物理子結(jié)構(gòu)安裝在固定板(6)上，并通過螺栓與固定板(6)固接； 通過軸力傳感器(8)測出軸力Fn，通過加速度傳感器(5)測出固定板(6)的加速度a ； 通過公SFs=FN+y (m+mp)g-ma，得到結(jié)構(gòu)交界面的剪力&，其中，μ為滑塊(3)與導(dǎo)軌(4)之間的摩擦系數(shù)，m為固定板(6)的質(zhì)量，mp為物理子結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
【文檔編號】G01L1/26GK104006829SQ201410213791
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】王進(jìn)廷, 桂耀, 朱飛, 金峰 申請人:清華大學(xué)