【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土的，具体为一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置。
技术介绍
1、在建筑工程中，混凝土结构的稳定性和安全性是至关重要的，其涉及到从建筑物和桥梁到道路和基础设施的各种结构，在面对混凝土试样表面施加应力的均匀性的问题上，在混凝土结构的使用和加载过程中，表面应力分布的均匀性直接影响结构的稳定性和性能。因此，精确而全面地了解混凝土试样表面的应力分布，成为确保结构安全的前提。
2、在现有技术中，往往忽略了对混凝土试样表面应力均匀性状态进行评估与考虑，而这直接关系到混凝土结构在实际使用中的安全性。此外，传统的手动检测方法通常耗时耗力，且难以实时获取准确的应力分布信息。
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，解决了上述
技术介绍
中的问题。
3、（二）技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，包括方位锁定模块、多功能检测模块、预处理模块、应力分布分析模块以及阈值对比模块；
5、所述方位锁定模块用于对混凝土试样进行表面和内部进行状态检测，以获取试样状态数据信息，并根据混凝土试样的几何形状，确定三维坐标系并标记出坐标原点oi；
6、所述多功能检测模块用于在混凝土试样表面安置若干组检测仪器和若干组试验设备，自动检测混凝土试样表面相关应力数据信息和分布变化数据信
7、所述预处理模块用于将所述试样状态数据信息、所述相关应力数据信息、所述分布变化数据信息以及所述弹簧系数thxs均传输至试样状态数据集内，并将试样状态数据集内相关数据信息进行数据预处理，并利用无量纲处理技术，对预处理后的数据进行标准化处理；
8、所述应力分布分析模块用于将试样状态数据集内相关数据信息进行特征处理，以获取外部负荷角度fhxd、弹性模量txml、气孔密度qkmd、裂纹深度lwsd以及负荷施加速率sjsl，并将外部负荷角度fhxd、弹性模量txml、气孔密度qkmd、裂纹深度lwsd以及负荷施加速率sjsl进行深度分析与计算，获取：多方应力影响系数dfyz、应力值ybz以及试样状态系数syyz，并将所述多方应力影响系数dfyz、所述应力值ybz以及所述试样状态系数syyz相关联，经过无量纲处理后，获取分布状态指数fbzs，所述分布状态指数fbzs通过以下公式获取：
9、；
10、式中，f1、f2、f3、f4和f5分别表示为多方应力影响系数dfyz、试样状态系数syyz、负荷施加速率sjsl、弹簧系数thxs和应力值ybz的预算比例系数，其中，0.20≤f1≤0.25，0.22≤f2≤0.30，0.06≤f3≤0.10，0.05≤f4≤0.15，0.10≤f5≤0.20，且0.65≤f1+f2+f3+f4+f5≤1.0，g表示为第一修正常数；
11、所述阈值对比模块用于预先设置应力分布均匀性阈值q，并将其与所述分布状态指数fbzs进行自动化对比分析，以获取分布等级方案报表。
12、优选的，所述方位锁定模块包括混凝土试样评估单元和建立坐标系单元；
13、所述混凝土试样评估单元用于预先观测混凝土试样的外观情况，以获取试样状态数据信息，包括混凝土试样的几何形状、尺寸大小、材质类型、表面的气孔密度qkmd、裂纹深度lwsd、壁厚bhz以及整体重量；
14、所述建立坐标系单元用于根据混凝土试样的几何形状，确定三维坐标系，并标记出坐标原点oi，若混凝土试样的几何形状为对称图形，则选取中心对称线上的对称点为坐标原点oi。
15、优选的，所述多功能检测模块包括传感器单元和数据采集单元；
16、所述传感器单元用于在混凝土试样表面安装若干组检测仪器和若干组试验设备，其中若干组检测仪器包括角度传感器、弹性模量测定仪器、力传感器、超声波传感器以及激光测距仪；并且将若干组试验设备进行统计，获取试验设备在混凝土试样表面的施力接触点数jcds，以进行多点测量分布情况；
17、所述数据采集单元用于根据所述传感器单元中的相关传感器对混凝土试样中的所述试样状态数据信息、所述相关应力数据信息、所述分布变化数据信息进行采集与记录，其中，所述相关应力数据信息包括混凝土试样受力状态下最大和最小的应力值、应力的类型、负荷fz、力作用的面积zymj以及在不同坐标轴上的应力分量；
18、所述分布变化数据信息包括混凝土试样所到外部负荷角度fhxd、弹性模量txml、泊松比以及应力集中区域。
19、优选的，所述预处理模块包括数据处理单元和归一化单元；
20、所述数据处理单元用于利用数据预处理技术，将所述试样状态数据信息、所述相关应力数据信息、所述分布变化数据信息以及所述弹簧系数thxs均进行识别和消除错误、异常值或噪音数据信息，并对数据进行特征提取，从其中提取有用的特征数据；
21、所述归一化单元用于依据无量纲处理技术，将处理后的相关数据信息进行标准化，并使用标准化方法使其具有统一的尺度，其中，标准化方法包括z-score标准化，将预处理后的相关数据信息转化为均值为0和标准差为1的标准正态分布。
22、优选的，通过利用云计算技术，进行算法模型训练和分析，以获取：多方应力影响系数dfyz、应力值ybz以及试样状态系数syyz，并将所述多方应力影响系数dfyz、所述应力值ybz以及所述试样状态系数syyz相关联，获取分布状态指数fbzs。
23、优选的，将所述外部负荷角度fhxd与所述弹性模量txml相关联，并经过无量纲处理后，获取多方应力影响系数dfyz，所述多方应力影响系数dfyz通过以下公式获取：
24、；
25、式中，jcds表示为施力接触点数，和均表示为预设比例系数，其中，0.25≤≤0.58，0.18≤≤0.42，且0.45≤≤1.0，c1表示为第二修正常数。
26、优选的，依据所述相关应力数据信息，将所述负荷fz与所述力作用的面积zymj相对比，获取应力值ybz，所述应力值ybz通过以下公式获取：
27、；
28、式中，fz表示为受到的力，zymj表示为力作用的面积。
29、优选的，将所述气孔密度qkmd与所述壁厚bhz相关联，并经过无量纲处理后，获取试样状态系数syyz，所述试样状态系数syyz通过以下公式获取：
30、；
31、式中，lwsd表示为裂纹深度，h1和h2均表示为预设比例系数，其中，0.15≤h1≤0.49，0.30≤h2≤0.51，且0.50≤h1+h2≤1.0，c2表示为第三修正常数。
32、优选的，所述阈值对比模块包括对比单元和结果反馈单元；
33、所述对比单元用于将所述分布状态指数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：包括方位锁定模块、多功能检测模块、预处理模块、应力分布分析模块以及阈值对比模块；
2.根据权利要求1所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述方位锁定模块包括混凝土试样评估单元和建立坐标系单元；
3.根据权利要求2所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述多功能检测模块包括传感器单元和数据采集单元；
4.根据权利要求3所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述预处理模块包括数据处理单元和归一化单元；
5.根据权利要求4所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：通过利用云计算技术，进行算法模型训练和分析，以获取：多方应力影响系数Dfyz、应力值Ybz以及试样状态系数Syyz，并将所述多方应力影响系数Dfyz、所述应力值Ybz以及所述试样状态系数Syyz相关联，获取分布状态指数Fbzs。
6.根据权利要求5所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：将所述外
7.根据权利要求6所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：依据所述相关应力数据信息，将所述负荷FZ与所述力作用的面积Zymj相对比，获取应力值Ybz，所述应力值Ybz通过以下公式获取：
8.根据权利要求7所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：将所述气孔密度Qkmd与所述壁厚Bhz相关联，并经过无量纲处理后，获取试样状态系数Syyz，所述试样状态系数Syyz通过以下公式获取：
9.根据权利要求1所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述阈值对比模块包括对比单元和结果反馈单元；
10.根据权利要求9所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述结果反馈单元用于依据所述对比单元中的所述分布等级方案报表，执行相应的等级策略，具体的执行情况如下：
...【技术特征摘要】
1.一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：包括方位锁定模块、多功能检测模块、预处理模块、应力分布分析模块以及阈值对比模块；
2.根据权利要求1所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述方位锁定模块包括混凝土试样评估单元和建立坐标系单元；
3.根据权利要求2所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述多功能检测模块包括传感器单元和数据采集单元；
4.根据权利要求3所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：所述预处理模块包括数据处理单元和归一化单元；
5.根据权利要求4所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置，其特征在于：通过利用云计算技术，进行算法模型训练和分析，以获取：多方应力影响系数dfyz、应力值ybz以及试样状态系数syyz，并将所述多方应力影响系数dfyz、所述应力值ybz以及所述试样状态系数syyz相关联，获取分布状态指数fbzs。
6.根据权利要求5所述的一种多功能混凝土试样表面应力自动...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄丽芬，王文云，吴传凯，
申请(专利权)人：福建省交通建设试验检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。