The invention discloses a real-time monitoring method for restrained torsional deformation of thin-walled beams with closed sections. By measuring the axial strain of beams with strain sensors, the method can obtain the warping displacement and torsional angle of any section of beams with theoretical method, realize the real-time monitoring of restrained torsional deformation of structures, and reduce the real-time monitoring closure. The time of torsional deformation restrained by thin-walled beams with cross section. This method is helpful to reconstruct the stress-strain state accurately, and provides shape monitoring data for further work such as shape control. The invention proposes a specific implementation plan based on the finite element calculation model to verify the accuracy of the invention. Compared with other methods for measuring restrained torsional deformation of beams, the invention has the advantages of high precision, time saving, cost saving and high efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法
本专利技术涉及航空航天、土木、桥梁等领域的闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测
,尤其涉及一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法。
技术介绍
在工程领域中,闭口薄壁梁的扭转易带来结构失稳与破坏等灾难性后果。其中结构约束扭转变形包括截面翘曲等复杂行为,难以精确预测。传统的电阻应变片传感器和先进的光纤传感器(如布拉格光纤光栅(FBG),分布式光纤)可测得结构表面应变,进而根据表面应变对结构形状进行重构。目前尚缺乏一种方法能够直接利用结构表面应变与扭转变形的定量关系,对扭转变形进行计算。主要的扭转变形包括截面扭转角和截面翘曲位移,现有的测量方法在测量扭转角度时步骤繁琐,设备繁杂,且无法完成在线监测,另一方面,尚缺乏一种能够精确监测截面翘曲位移的方法。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题,本专利技术公开了一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法,具体方案为:通过实时测量闭口截面薄壁梁的表面应变从而计算扭转角和翘曲位移,具体方式为:在闭口截面薄壁梁的表面沿轴向选取应变测量点,在应变测量点上粘贴应变传感器并实时测量轴向应变,计算闭口截面薄壁梁的截面扇性面积,通过应变测量值和扇性面积推导各横截面的扭转角和翘曲位移,从而对闭口截面薄壁梁的扭转变形进行实时监测。所述闭口截面薄壁梁的横截面扭转角和翘曲位移采用如下方式计算:S1:计算该薄壁梁的截面的扇形面积ω(s)的分布:其中s为测量点在截面外形轮廓线上的曲线坐标,h(s)为旋转中心到s点切线的距离,为剪切余度,计算方法为:其中J是自由扭转惯性矩,t为壁厚,Am为闭口 ...
【技术保护点】
1.一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法,其特征在于:通过实时测量闭口截面薄壁梁的表面应变从而计算扭转角和翘曲位移,具体方式为:在闭口截面薄壁梁的表面沿轴向选取应变测量点,在应变测量点上粘贴应变传感器并实时测量轴向应变,计算闭口截面薄壁梁的截面扇性面积,通过应变测量值和扇性面积推导各横截面的扭转角和翘曲位移,从而对闭口截面薄壁梁的扭转变形进行实时监测。
【技术特征摘要】
1.一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法,其特征在于:通过实时测量闭口截面薄壁梁的表面应变从而计算扭转角和翘曲位移,具体方式为:在闭口截面薄壁梁的表面沿轴向选取应变测量点,在应变测量点上粘贴应变传感器并实时测量轴向应变,计算闭口截面薄壁梁的截面扇性面积,通过应变测量值和扇性面积推导各横截面的扭转角和翘曲位移,从而对闭口截面薄壁梁的扭转变形进行实时监测。2.根据权利要求1所述的一种闭口截面薄壁梁约束扭转变形的实时监测方法,其特征还在于:所述闭口截面薄壁梁的横截面扭转角和翘曲位移采用如下方式计算:S1:计算该薄壁梁的截面的扇形面积ω(s)的分布:其中s为测量点在截面外形轮廓线上的曲线坐标,h(s)为旋转中心到s点切线的距离,为剪切余度,计算方法为:其中J是自由扭转惯性矩,t为壁厚,Am为闭口截面面积;S2:沿轴向把梁分为多个测量段,每个测量段长度相等;S3:在每个测量段的端点,在梁表面布置应变传感器的测量点,测量点的位置为x0,x1,x2,…xn,其中n+1是测量点的数目,x0位于梁的一端,xn位于梁的另一端,...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐浩,周齐,武湛君,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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