一种在役拉杆轴力测量方法技术

本发明专利技术公开了一种在役拉杆轴力测量方法，包括以下步骤：将长度为L0的拉杆两端通过销接装置分别与结构件及悬吊设备连接，将夹持加载装置夹持于拉杆中的AB杆段，在夹持加载装置作用下，A点及B点处拉杆的转角为零，且沿轴线方向的线位移为零；同时通过夹持加载装置在AB杆段的中点O处加载横向载荷，通过位移传感器及力传感器采集O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P；根据采集到的O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P计算拉杆的轴力P0，该方法能够在不卸载条件下对在役拉杆轴力进行精确测量。载条件下对在役拉杆轴力进行精确测量。载条件下对在役拉杆轴力进行精确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种在役拉杆轴力测量方法


[0001]本专利技术属于杆件轴力测量
，涉及一种在役拉杆轴力测量方法。

技术介绍

[0002]拉杆是工程中最为常见的受力结构，广泛应用于各悬吊系统中。重要设备如电站汽水管道、石油化工管道等悬吊时，往往对其吊挂力(拉杆轴力)有严苛的要求，当实际吊挂力(拉杆轴力)与设计值偏差较大时，会造成设备受力异常、拉杆超载断裂等问题的发生，因此准确地测量拉杆轴力具有较大的工程意义。传统的拉杆轴力测量方法，如应变片测量法、传感器串联法等均需对拉杆进行卸载-加载操作，无法直接获取拉杆绝对轴力值，应用局限性较大。因此需要一种新的拉杆轴力量方法，以实现在不卸载条件下对在役拉杆轴力进行精确测量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种在役拉杆轴力测量方法，该方法能够在不卸载条件下对在役拉杆轴力进行精确测量。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所述的在役拉杆轴力测量方法包括以下步骤：
[0005]将长度为L0的拉杆两端通过销接装置分别与结构件及悬吊设备连接，将夹持加载装置夹持于拉杆中的AB杆段，在夹持加载装置作用下，A点及B点处拉杆的转角为零，且沿轴线方向的线位移为零；同时通过夹持加载装置在AB杆段的中点O处加载横向载荷，通过位移传感器及力传感器采集O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P；
[0006]根据采集到的O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P计算拉杆的轴力P0。
[0007]根据采集到的O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P计算拉杆轴力P0的具体操作为：
[0008]通过对OB杆段进行弯矩平衡分析得：
[0009][0010]其中：
[0011][0012]故有：
[0013][0014]求解上式，得：
[0015][0016]其中，M
A
、C1、C2均为常数；
[0017]由于A点及B点处为固支约束，且A点与B点关于O点对称，则有边界条件为：
[0018][0019]得：
[0020][0021][0022][0023]令：
[0024][0025]则OB杆段的挠曲线方程表达为：
[0026][0027]在横向力P的加载下，中点O处的挠度值为：
[0028][0029]在加载过程中，O点处拉杆挠度w(0)及横向加载力P通过位移传感器、力传感器获取，对于给定的w(0)及P可求得k的精确解，根据k值得拉杆的轴力P0为：
[0030]P0＝k2EI。
[0031]本专利技术具有以下有益效果：
[0032]本专利技术所述的在役拉杆轴力测量方法在具体操作时，只需将拉杆两端通过销接装置分别与结构件及悬吊设备连接，再将夹持加载装置夹持于拉杆中的AB杆段，通过夹持加载装置在AB杆段的中点O处加载横向载荷，通过位移传感器及力传感器采集O点处拉杆的挠度w(0)及横向加载力P，最后依此计算拉杆的轴力，在测量过程无需进行卸载-加载操作，能够实现在役状态下的拉杆轴力测量。
附图说明
[0033]图1为本专利技术中拉杆轴力的测量原理图；
[0034]图2为本专利技术中固支段简化受力模型图；
[0035]图3为本专利技术中固支段受力分析示意图。
[0036]其中，1为销接装置、2为夹持加载装置、3为位移传感器、4为力传感器、5为拉杆。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0038]参考图1，本专利技术所述的在役拉杆轴力测量方法包括以下步骤：
[0039]将长度为L0的拉杆5两端通过销接装置1分别与结构件及悬吊设备连接，在设备重力作用下拉杆5仅沿轴线方向受到力的作用，将夹持加载装置2夹持于拉杆5中的AB杆段，在夹持加载装置2作用下，A点及B点处拉杆5的转角为零，且沿轴线方向的线位移为零，即A点及B点处为固支约束；同时通过夹持加载装置2在AB杆段的中点O处加载横向载荷，通过位移传感器3及力传感器4采集O点处拉杆5的挠度w(0)及横向加载力P。
[0040]参考图2，AB杆段在外部作用力、边界条件及几何结构上均关于中点O对称，因此对OB杆段进行受力分析。
[0041]参考图3，通过对OB杆段进行弯矩平衡分析得：
[0042][0043]其中：
[0044][0045]故有：
[0046][0047]求解上述常系数非齐次线性微分方程，得：
[0048][0049]其中，M
A
、C1、C2均为常数；
[0050]由于A点及B点处为固支约束，且A点与B点关于O点对称，则有边界条件为：
[0051][0052]得：
[0053][0054][0055][0056]令：
[0057][0058]则OB杆段的挠曲线方程表达为：
[0059][0060]在横向力P的加载下，中点O处的挠度值为：
[0061][0062]在加载过程中，O点处拉杆5挠度w(0)及横向加载力P通过位移传感器3、力传感器4获取，对于给定的w(0)及P可求得k的精确解，根据k值得拉杆5轴力P0为：
[0063]P0＝k2EI。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在役拉杆轴力测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将长度为L0的拉杆(5)两端通过销接装置(1)分别与结构件及悬吊设备连接，将夹持加载装置(2)夹持于拉杆(5)中的AB杆段，在夹持加载装置(2)作用下，A点及B点处拉杆(5)的转角为零，且沿轴线方向的线位移为零；同时通过夹持加载装置(2)在AB杆段的中点O处加载横向载荷，通过位移传感器(3)及力传感器(4)采集O点处拉杆(5)的挠度w(0)及横向加载力P；根据采集到的O点处拉杆(5)的挠度w(0)及横向加载力P计算拉杆(5)的轴力P0。2.根据权利要求1所述的在役拉杆轴力测量方法，其特征在于，根据采集到的O...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈尚军，王军民，康豫军，武彦飞，安付立，陈盛广，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：