【技术实现步骤摘要】
基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法
[0001]本专利技术涉及一种测试方法，特别是一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，属于建筑结构材料参数领域。
技术介绍
[0002]材料模量的测试通常在万能试验机中进行，通过测量材料的应力
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应变曲线来换算材料的弹性模型。但这种方法需要用到昂贵的实验设备，对测试材料的试件尺寸有着严格的要求，对薄片材料没有较好的适用性，且无法长时间测试材料模量的变化情况。
技术实现思路
[0003]针对现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，用以解决如何快速测量薄片材料的弹性模量问题。
[0004]为实现此技术目的，本专利技术采用如下方案：
[0005]一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其采用材料模量测试装置，所述材料模量测试装置包括弓形装置、激励设备、拾振设备、控制箱、计算机、数据采集箱以及信号发生器；所述弓形装置包括弯曲弓架及其上设置的受拉钢丝，所述受拉钢丝两端通过固定螺母设置在弯曲弓...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其采用材料模量测试装置，所述材料模量测试装置包括弓形装置(1)、激励设备(2)、拾振设备(3)、控制箱(4)、计算机(5)、数据采集箱(6)以及信号发生器(7)；所述弓形装置(1)包括弯曲弓架(11)及其上设置的受拉钢丝(12)，所述受拉钢丝(12)两端通过固定螺母(13)设置在弯曲弓架(11)两端底部；所述激励设备(2)以及拾振设备(3)设置在弓形装置(1)的一侧或两侧；所述激励设备(2)以及拾振设备(3)不与所述弓形装置(1)接触，且所述激励设备(2)以及拾振设备(3)的一端均正对所述受拉钢丝(12)；所述激励设备(2)的另一端与信号发生器(7)的一端连接，所述拾振设备(3)的另一端与控制箱(4)的一端连接；所述信号发生器(7)的另一端以及控制箱(4)的另一端均与所述数据采集箱(6)连接，而数据采集箱(6)又与所述计算机(5)通讯连接，其特征在于，具体测试方法包括如下步骤：步骤一：测量薄片材料的截面尺寸并计算其惯性矩；步骤二：将待测模量的薄片材料制作成弯曲弓架(11)，固定受拉钢丝(12)，并测量弯曲弓架(11)变形尺寸；步骤三：测量弓形装置(1)中受拉钢丝(12)的第一阶振动频率，并将其换算为弓形装置自内力；步骤四：根据弯曲弓架(11)变形尺寸计算变形参量p值；步骤五：反演弯曲弓架材料模量参数。2.根据权利要求1所述的一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其特征在于，所述步骤一具体为：测量待测薄片材料的截面宽度b和高度d，并计算其惯性矩I。3.根据权利要求2所述的一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其特征在于，所述步骤二具体为：将待测薄片材料作为弓形装置(1)中的弯曲弓架(11)，与受拉钢丝(12)和固定螺母(13)结合制成弓形装置，并测量弓形装置(1)中弯曲弓架的有效长度L、受拉钢丝(12)的有效长度l。4.根据权利要求3所述的一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其特征在于，所述步骤三具体为：弓形装置(1)中的受拉钢丝(12)为一种拉弦结构，利用激励设备(2)以及拾振设备(3)结合的方法来获取其第一阶振动频率f；而受拉钢丝(12)受到的拉力为弓形装置(1)自内力的一种表现形式，通过计算拉力即可得到弓形装置(1)的自内力；根据结构动力学原理，受拉钢丝(12)的拉力与其振动频率有如下关系：其中，为受拉钢丝的线密度；l为受拉钢丝的有效长度；f为受拉钢丝的第一阶振动频率；T为弓形装置的自内力，亦即受拉钢丝拉力。5.根据权利要求4所述的一种基于弓形装置自内力辨识的材料模量测试方法，其特征在于，所述步骤四具体为：联立完全弓架的有效长度L和受拉钢丝的有效长度l的计算公式计算变形参量p值；将弯曲弓架(11)简化为大变形的压杆模型，O点为弓形装置与受拉钢丝的连接处，A点为弯曲弓架的最高点；从整体的受力特征来看，A点视为固定端，O点为自由端，弯曲弓架在O点承受受拉钢丝提供的竖直压力T使弯曲弓架产生屈曲；以O点作为原点建立直角坐标轴xOy，压力即为弓形装置的自内力，沿x轴正向向下；另外，L为弯曲弓...
【专利技术属性】
技术研发人员：李大望，刘德有，李龙元，周英武，李彦儒，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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