本发明专利技术公开了一种测力传感器装置及其测量方法，测力传感器装置包括用于贴合于夹层结构朝向工程结构一端的第一面板、用于贴合于工程结构朝向夹层结构一端的第二面板和动态采集仪，第一面板上沿其轮廓间隔设有多个通孔；第二面板设于第一面板的相对正下方，且朝向第一面板的一端对应通孔一一对应设有螺纹孔；每个通孔内均滑动插接有光杆，光杆的两端分别设有螺头和与螺纹孔相匹配的螺纹部；动态采集仪电连接有多个用于测量当夹层结构被施加动态荷载时传递到第一面板上的传递力的测力传感器，多个测力传感器布置于第一面板和第二面板之间，且沿多边形轮廓间隔设在第二面板上。本发明专利技术能够对大尺寸的夹层结构在加载动态荷载时的传递力进行准确测量。时的传递力进行准确测量。时的传递力进行准确测量。
【技术实现步骤摘要】
一种测力传感器装置及其测量方法
[0001]本专利技术涉及传递力测量
，具体涉及一种测力传感器装置及其测量方法，尤其涉及工程防护结构的动态传递力测量。
技术介绍
[0002]夹层结构通常由上下两块高强面板和中间较轻的夹芯层结构连接组成，具有轻质、高比强度、高吸能等特性，也因此被应用到航空航天、交通运输、车辆工程等工程领域的结构防护之中。夹层结构在抵抗外部冲击、爆炸等动态荷载时，通过自身发生大塑性变形从而吸收外界输入能量达到防护作用，以保护附着在夹层结构背后的工程结构免遭破坏。夹层结构在受到动态荷载时传递施加至被保护的工程结构的传递力可以作为评判其防护性能与结构损伤程度的重要依据之一。然而夹层结构受如冲击、爆炸等动态荷载作用时传递施加至连接在夹层结构的下高强面板背离上高强面板的一端(即夹层结构背后)的工程结构的传递力这一重要指标参数时常难以完整测得。
[0003]现有常用于测量夹层结构在加载动态荷载时传递施加至被保护的工程结构的传递力的动态测力传感器系统能较好地捕捉并转换外部动态荷载作用经夹层结构施加在工程结构上的传递力数据，但是现有的动态测力传感器系统通常只能对夹层结构在加载动态荷载时传递施加至被保护的工程结构的局部区域位置的传递力进行测量，无法同时获取夹层结构传递施加至工程结构的不同区域位置的传递力，不适宜对大尺寸的夹层结构在加载动态荷载时的传递力进行准确测量。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的动态测力传感器系统无法同时获取夹层结构传递施加至工程结构的不同区域位置的传递力，导致无法对大尺寸的夹层结构在加载动态荷载时的传递力进行准确测量的缺陷，从而提供一种测力传感器装置及其测量方法。
[0005]根据本专利技术第一方面提供的一种测力传感器装置，应用于模拟测量夹层结构在加载动态荷载时传递施加至被防护的工程结构的传递力，所述测力传感器装置用于设置在夹层结构和工程结构之间；所述测力传感器装置包括：
[0006]第一面板，用于贴合于夹层结构沿高度方向朝向工程结构的一端；所述第一面板上沿所述第一面板的轮廓间隔布置有多个通孔，所述通孔沿高度方向贯穿所述第一面板；每个所述通孔内均滑动插接有光杆，所述光杆沿高度方向的相对上端和相对下端分别设置有螺头和螺纹部，所述螺头的直径大于所述通孔的直径；
[0007]第二面板，用于贴合于工程结构沿高度方向朝向夹层结构的一端；所述第二面板设置于所述第一面板沿高度方向的相对正下方，所述第二面板朝向所述第一面板的一端端面对应所述通孔的位置一一对应设置有螺纹孔，所述螺纹孔与所述螺纹部相匹配；
[0008]多个测力传感器，均平行于高度布置于所述第一面板和所述第二面板之间，多个
所述测力传感器沿多边形轮廓间隔布置在所述第二面板上以及设置在所述第二面板的几何中心处；所述测力传感器用于测量当夹层结构被施加动态荷载时传递到所述第一面板上的传递力；
[0009]动态采集仪，电连接所述测力传感器，且用于记录各个所述测力传感器测得的传递力的时程曲线。
[0010]根据本专利技术的一种测力传感器装置，至少具有如下技术效果：1.通过在第一面板和第二面板之间沿多边形轮廓间隔布置有测力传感器，且在第二面板的几何中心处也设置有一个测力传感器；在进行测量的过程中，先将光杆的螺纹部旋紧在对应的螺纹孔内后，可以将第一面板和第二面板连接成一体，且将各个测力传感器按照布置位置被夹紧在第一面板和第二面板之间，随后将连接成一体的第一面板和第二面板放置在夹层结构和工程结构之间进行固定，然后对夹层结构施加动态荷载，夹层结构施加传递力给第一面板，因为光杆滑动插接在通孔内(即光杆间隙配合在通孔内)，因此第一面板在传递力的作用下可以沿高度方向产生朝朝向第二面板移动的位移，确保第一面板在受到传递力时会挤压各个测力传感器沿高度方向朝朝向第二面板的方向发生形变，从而确保分布在各个位置的测力传感器在受到夹层结构施加的传递力时正常受力自身发生形变并将其转换成力数据信号，分布在不同位置的测力传感器所获得的力数据信号会分别被动态采集仪捕捉记录，同时获取完整加载动态荷载过程的不同区域位置的传递力的时程曲线，实现同时完成对被加载动态荷载的夹层结构传递施加至工程结构的不同区域的动态传递力的模拟测量；进而便捷地获取夹层结构朝向第一面板的一端端面的不同区域位置的传递力分布，并能够计算夹层结构不同区域位置的传递力的合力从而得到整体的传递力，实现对大尺寸的夹层结构在加载动态荷载时的传递力的准确测量，且能够通过直观的受力分析得到夹层结构的防护性能，更有利于指导设计夹层结构在实际防护工程中的应用。
[0011]2.通过螺纹部和螺纹孔螺纹连接的方式将第一面板和第二面板可拆卸连接成一体，且将各个测力传感器按照布置位置被夹紧在第一面板和第二面板之间；在测量传递力的工作完成后，可以将螺纹部从对应的螺纹孔内旋下，将第一面板和第二面板进行分体，且将各个测力传感器从第一面板和第二面板之间取下，从而可以将不使用时的本测力传感器装置进行拆分，既便于减少占用存储空间，又便于本测力传感器装置的某个组成部件进行损坏时，只需更换部分损坏部件即可，无需将整体进行更换，降低维修成本。
[0012]优选地，所述第二面板朝向所述第一面板的一端端面对应每个所述测力传感器的位置均设置有一个第一安装凹槽，所述第一安装凹槽平行于高度方向，且与所述测力传感器沿高度方向的相对下端相匹配。
[0013]优选地，每个所述测力传感器均通过数据线电连接所述动态采集仪，所述测力传感器与所述数据线的连接处沿高度方向至所述测力传感器的相对下端面的距离大于所述第一安装凹槽的深度。
[0014]优选地，所述第一面板朝向所述第二面板的一端端面对应每个所述测力传感器的位置均设置有一个第二安装凹槽，所述第二安装凹槽平行于高度方向，且与所述测力传感器沿高度方向的相对上端相匹配。
[0015]优选地，所述通孔设置为沉头孔，所述沉头孔的大径部设置于所述沉头孔背离所述第二面板的一端，所述大径部的直径大于所述螺头的直径，且所述大径部的深度大于所
述螺头的厚度。
[0016]优选地，所述第一面板和所述第二面板均采用高强钢材面板，所述第一面板和所述第二面板的材质均采用304钢材、低合金高强度钢、7075铝合金中的一种。
[0017]根据本专利技术第二方面提供的一种测量方法，应用于上述第一方面提供的测力传感器装置，所述测量方法包括以下步骤：
[0018]组装所述测力传感器装置，选定所需数量的所述测力传感器，并将所述测力传感器按照设定的分布位置放置在所述第二面板沿高度方向的相对上端面；随后将所述第一面板对齐所述第二面板放置于所述测力传感器沿高度方向的相对上端面，然后将所述光杆穿过所述通孔并将所述螺纹部旋紧在所述螺纹孔内，即可得到所述测力传感器装置；
[0019]选定支撑钢板和夹层结构，并将所述支撑钢板安装在安装座上用于模拟工程结构，所述安装座固定在地面上，随后将所述测力传感器装置放置在所述支撑钢板沿高度方向的相对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测力传感器装置，应用于模拟测量夹层结构(2)在加载动态荷载时传递施加至被防护的工程结构的传递力，所述测力传感器装置(1)用于设置在夹层结构(2)和工程结构之间；其特征在于，所述测力传感器装置(1)包括：第一面板(11)，用于贴合于夹层结构(2)沿高度方向朝向工程结构的一端；所述第一面板(11)上沿所述第一面板(11)的轮廓间隔布置有多个通孔(12)，所述通孔(12)沿高度方向贯穿所述第一面板(11)；每个所述通孔(12)内均滑动插接有光杆(131)，所述光杆(131)沿高度方向的相对上端和相对下端分别设置有螺头(132)和螺纹部(133)，所述螺头(132)的直径大于所述通孔(12)的直径；第二面板(14)，用于贴合于工程结构沿高度方向朝向夹层结构(2)的一端；所述第二面板(14)设置于所述第一面板(11)沿高度方向的相对正下方，所述第二面板(14)朝向所述第一面板(11)的一端端面对应所述通孔(12)的位置一一对应设置有螺纹孔(15)，所述螺纹孔(15)与所述螺纹部(133)相匹配；多个测力传感器(16)，均平行于高度布置于所述第一面板(11)和所述第二面板(14)之间，多个所述测力传感器(16)沿多边形轮廓间隔布置在所述第二面板(14)上以及设置在所述第二面板(14)的几何中心处；所述测力传感器(16)用于测量当夹层结构(2)被施加动态荷载时传递到所述第一面板(11)上的传递力；动态采集仪，电连接所述测力传感器(16)，且用于记录各个所述测力传感器(16)测得的传递力的时程曲线。2.根据权利要求1所述的一种测力传感器装置，其特征在于，所述第二面板(14)朝向所述第一面板(11)的一端端面对应每个所述测力传感器(16)的位置均设置有一个第一安装凹槽(141)，所述第一安装凹槽(141)平行于高度方向，且与所述测力传感器(16)沿高度方向的相对下端相匹配。3.根据权利要求2所述的一种测力传感器装置，其特征在于，每个所述测力传感器(16)均通过数据线(161)电连接所述动态采集仪，所述测力传感器(16)与所述数据线(161)的连接处沿高度方向至所述测力传感器(16)的相对下端面的距离大于所述第一安装凹槽(141)的深度。4.根据权利要求2所述的一种测力传感器装置，其特征在于，所述第一面板(11)朝向所述第二面板(14)的一端端面对应每个所述测力传感器(16)的位置均设置有一个第二安装凹槽(111)，所述第二安装凹槽(111)平行于高度方向，且与所述测力传感器(16)沿高度方向的相对上端相匹配。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种测力传感器装置，其特征在于，所述通孔(12)设置为沉头孔，所述沉头孔的大径部(121)设置于所述沉头孔背离所述第二面板(14)的一端，所述大径部(121)的直径大于所述螺头(132)的直径，且所述大径部(121)的深度大于所述螺头(132)的厚度。6.根据权利要求1所述的一种测力传感器装置，其特征在于，所述第一面板(11)和所述第二面板(14)均采用高强钢材面板，所述第一面板(11)和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张羽，黄子辰，李哲健，杨秋松，何军，李春，顾兴海，
申请(专利权)人：中建科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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