【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模型试验设计，尤其涉及一种试验模型刚度效应补偿方法及系统。
技术介绍
1、在进行工程技术实践或者开展研究过程中，常常需要对结构体系或者关键构部件建立等效模型开展实体试验。模型试验设计的理论基础是相似理论，然而在结构的模型试验中，由于相似条件不能得到完全满足，容易产生相似误差，并导致推演原型结构性能时出现误差。如在结构破坏试验、各向刚度测试试验、工艺校验等试验中，结构变形是一项重要控制指标，影响变形的因素主要包括加载作用与结构刚度，其中加载作用可以通过试验设备实现定量控制，而结构刚度属于固有属性，则刚度效应产生的误差始终存在。
2、具体的，当缩尺模型按照尺寸相似原则进行设计时，模型截面的抗弯刚度ei的计算量纲为c4,而截面的抗拉压刚度ea计算量纲为c2，则该模型的抗弯能力与抗拉压能力会产生c2倍的偏差，使得模型在特定工况下由压弯作用共同产生的变形响应将与原型结构的真实响应发生偏差。另外，当设计缩尺模型截面时，按照相同比例进行缩小时，面积a可能实现比例缩放，抗弯关心的惯性矩i则有可能偏离尺寸缩放比例，此时需要调整截面的边长比例才有可能实现比例缩放。因此可以发现，目前基于相似理论构建的试验模型由于存在相似偏差，导致产生的试验结果存在误差，从而导致推演的原型结构性能存在误差，因此如何减小基于试验模型推演的原型结构性能的误差，以提高试验模型的性能试验结果的准确性是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术实施例提供了一种试验模型刚度效应补偿方法及系统
2、本专利技术的一个方面提供了一种试验模型刚度效应补偿方法，该方法包括以下步骤：
3、确定初始的试验模型，对所述初始的试验模型的工况加载点进行荷载分级加载，获取各级荷载对应的试验模型变形量；
4、确定标准模型，基于所述初始的试验模型的工况加载点确定所述标准模型的工况加载点，对所述标准模型的工况加载点进行荷载分级加载，获取各级荷载对应的标准模型变形量；
5、基于所述试验模型变形量和标准模型变形量计算所述初始的试验模型的补偿力值；
6、基于计算得到的所述补偿力值对所述初始的试验模型进行刚度效应补偿得到补偿后的试验模型。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括：
8、基于荷载与所述试验模型变形量的对应关系确定第一荷载-变形曲线；
9、基于荷载与所述标准模型变形量的对应关系确定第二荷载-变形曲线；
10、其中，基于所述试验模型变形量和标准模型变形量计算所述初始的试验模型的补偿力值，包括：
11、基于所述第一荷载-变形曲线和第二荷载-变形曲线计算所述初始的试验模型的补偿力值。
12、在本专利技术的一些实施例中，基于所述第一荷载-变形曲线和第二荷载-变形曲线计算所述初始的试验模型的补偿力值，包括：
13、确定所述第一荷载-变形曲线上的与第一变形量对应的第一荷载；
14、确定所述第二荷载-变形曲线上的与所述第一荷载对应的第二变形量；
15、确定所述第一荷载-变形曲线上的与所述第二变形量对应的第二荷载；
16、将所述第二荷载与所述第一荷载的差值作为所述初始的试验模型的补偿力值。
17、在本专利技术的一些实施例中，所述标准模型为原型结构或计算机建立的数值模型。
18、在本专利技术的一些实施例中，当所述标准模型为计算机建立的数值模型时，确定标准模型，基于所述初始的试验模型的工况加载点确定所述标准模型的工况加载点，对所述标准模型的工况加载点进行荷载分级加载，获取各级荷载对应的标准模型变形量，包括：
19、基于计算机建模软件建立标准模型；
20、基于所述初始的试验模型的工况加载点确定所述标准模型的工况加载点；
21、基于有限元分析软件对所述标准模型的工况加载点进行荷载分级加载，并获取各级荷载对应的标准模型变形量。
22、在本专利技术的一些实施例中，所述有限元分析软件为ansys软件、abaqus软件或midas软件。
23、在本专利技术的一些实施例中，基于计算得到的所述补偿力值对所述初始的试验模型进行刚度效应补偿得到补偿后的试验模型，包括：
24、获取试验场景和试验工况，所述试验工况为弹性变形试验下的工况；
25、基于试验场景和试验工况确定力值补偿方式；
26、基于确定的力值补偿方式以及计算得到的所述补偿力值对所述初始的试验模型进行刚度效应补偿得到补偿后的试验模型。
27、在本专利技术的一些实施例中，力值补偿方式为重物加载、杠杆加载、机械加载或液压加载。
28、在本专利技术的一些实施例中，所述荷载分级加载包括静态荷载分级加载和动态荷载分级加载，所述静态荷载分级加载用于获取静刚度对应的荷载-变形曲线，所述动态荷载分级加载用于获取动刚度对应的荷载-变形曲线；其中，在所述试验模型进行动态荷载分级加载试验时，对所述初始的试验模型的补偿力值实时计算，并对所述初始的试验模型进行动态持续的刚度效应补偿。
29、根据本专利技术的另一方面，还公开了一种试验模型刚度效应补偿系统，所述系统采用如上任一实施例所述的试验模型刚度效应补偿方法。
30、本专利技术的试验模型刚度效应补偿方法和系统，首先获取初始的试验模型的变形量，然后再获取标准模型的变形量，最终根据标准模型的变形量和试验模型的变形量之间的差异对初始的试验模型进行刚度效应补偿，从而使得补偿后的试验模型的性能更接近与原型结构的性能，从而对刚度效应补偿后的试验模型进行试验可准确的推断出原型结构的试验结果，从而提高了试验模型的性能试验结果的准确性。
31、本专利技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本专利技术的实践而获知。本专利技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
32、本领域技术人员将会理解的是，能够用本专利技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本专利技术能够实现的上述和其他目的。
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1.一种试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，基于所述第一荷载-变形曲线和第二荷载-变形曲线计算所述初始的试验模型的补偿力值，包括：
3.根据权利要求1所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，所述标准模型为原型结构或计算机建立的数值模型。
4.根据权利要求3所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，当所述标准模型为计算机建立的数值模型时，确定标准模型，基于所述初始的试验模型的工况加载点确定所述标准模型的工况加载点，对所述标准模型的工况加载点进行荷载分级加载，获取各级荷载对应的标准模型变形量，包括：
5.根据权利要求4所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，所述有限元分析软件为ANSYS软件、ABAQUS软件或MIDAS软件。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，基于计算得到的所述补偿力值对所述初始的试验模型进行刚度效应补偿得到补偿后的试验模型，包括：
7.根据权利要求6所述的试验
8.根据权利要求6所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，所述荷载分级加载包括静态荷载分级加载和动态荷载分级加载，所述静态荷载分级加载用于获取静刚度对应的荷载-变形曲线，所述动态荷载分级加载用于获取动刚度对应的荷载-变形曲线；
9.一种试验模型刚度效应补偿系统，其特征在于，所述系统采用如权利要求1至8中任意一项所述的试验模型刚度效应补偿方法。
...【技术特征摘要】
1.一种试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，基于所述第一荷载-变形曲线和第二荷载-变形曲线计算所述初始的试验模型的补偿力值，包括：
3.根据权利要求1所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，所述标准模型为原型结构或计算机建立的数值模型。
4.根据权利要求3所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，当所述标准模型为计算机建立的数值模型时，确定标准模型，基于所述初始的试验模型的工况加载点确定所述标准模型的工况加载点，对所述标准模型的工况加载点进行荷载分级加载，获取各级荷载对应的标准模型变形量，包括：
5.根据权利要求4所述的试验模型刚度效应补偿方法，其特征在于，所述有限元分析软件为an...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，霰建平，田璐超，马建勇，李昊天，
申请(专利权)人：中交第二公路工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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