申请/专利权人：福州大学

申请日：2022-04-19

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114707223B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06F30/27

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.07.22#实质审查的生效;2022.07.05#公开

摘要：本发明提出一种变截面柱的截面曲率评估方法，于变截面柱构件两侧柱面中线间隔布置若干个标记点，划分测量区域；于变截面柱左右两侧柱面和正面对角线处布置位移传感器；测量测量区域的标记点之间的距离、左右边线长度、左右侧边线与底边线的夹角以及监测测量区域的左右侧长度变化量、利用已测得数据，计算测量区域变形前的两对角线长度、中轴线与底边线的右夹角，中轴线长度以及左对角线与底边线的夹角；推算为求得变形后测量区域截面曲率所需参数的中间参数；利用中间参数，确定求得变形后测量区域截面曲率所需参数；计算测量区域的截面平均曲率；建立数值模型，计算进入不同损伤状态的截面曲率限值；最后进行曲率评估。

主权项：1.一种变截面柱的截面曲率评估方法，其特征在于：于变截面柱构件两侧柱面中线间隔布置若干个标记点，划分测量区域；于变截面柱左右两侧柱面和正面对角线处布置位移传感器；测量测量区域的标记点之间的距离、左右边线长度、左右侧边线与底边线的夹角以及监测测量区域的左右侧长度变化量、利用已测得数据，计算测量区域变形前的两对角线长度、中轴线与底边线的右夹角，中轴线长度以及左对角线与底边线的夹角；推算为求得变形后测量区域截面曲率所需参数的中间参数；利用中间参数，确定求得变形后测量区域截面曲率所需参数；计算测量区域的截面平均曲率；建立数值模型，计算进入不同损伤状态的截面曲率限值；进行曲率评估，得到测量区域Zi处于何种损伤状态；具体包括以下步骤：步骤S1：于变截面柱构件两侧柱面中线间隔布置若干个标记点，左侧标记点编号为Li，右侧标记点编号为Ri，由Li、Ri、Li+1、Ri+1围成的四边形区域为测量区域Zi；步骤S2：分别于变截面柱左右两侧平行于柱面布置左侧的位移传感器Ni1和右侧的位移传感器Ni2，位移传感器位移布置于LiRi与Li+1Ri+1之间；于测量区域两对角线位置，即对角线LiRi+1和Li+1Ri位置，布置左侧的位移传感器Ni3和右侧的位移传感器Ni4；步骤S3：装置布置完成后，对被测量构件自身的各项参数进行测量，并且记录位移传感器的数值变化；步骤S4：通过已测得的数据，对测量区域Zi变形前的两对角线长度LDi1和LDi2，中轴线与底边线的右夹角角度θZi、中轴线长度Hi以及变形前测量区域Zi左对角线与底边边线的夹角θi1R进行推算；步骤S5：利用测得的数据以及变形前测量区域Zi推算得的中间参数，推算为求得变形后测量区域Zi截面曲率所需的中间参数；步骤S6：利用测得的数据、变形前测量区域Zi推算得的中间参数和计算变形后测量区域Zi截面曲率所需的中间参数，确定计算变形后测量区域Zi截面曲率所需的参数；步骤S7：利用步骤S6的确定计算变形后测量区域Zi截面曲率所需的参数，计算各测量区域截面平均曲率φi；步骤S8：建立数值模型，计算进入不同损伤状态的截面曲率限值；步骤S9：进行曲率评估，得到测量区域Zi处于何种损伤状态；步骤S3具体包括以下步骤：步骤S31：测量标记点Li与Ri之间的距离Di和测量区域左侧和右侧边线长度hi1与hi2以及左侧和右侧边线与底边线的夹角θi1、θi2；步骤S32：利用位移传感器Ni1、Ni2，监测测量区域Zi的左侧和右侧长度的变化量ui1、ui2，利用位移传感器Ni3、Ni4，监测测量区域Zi的左侧和右侧对角线长度变化量，ui3、ui4；步骤S4具体包括以下步骤：步骤S41：计算测量区域的两对角线LiRi+1和Li+1Ri的长度LDi1和LDi2，如式1和式2所示： 式中：LDi1、LDi2为测量区域Zi的两对角线LiRi+1和Li+1Ri的长度；Di为标记点Li与Ri之间的距离；hi1、hi2为所测量区域Zi左右边线长度；θi1、θi2为测量区域Zi左右边线与底边线的夹角；步骤S42：计算测量区域Zi的中轴线与底边线的右夹角角度θZi，如式3所示： 式中：θZi为测量区域Zi的中轴线与底边线的右夹角角度；步骤S43：求解测量区域Zi的中轴线长度Hi，如式4所示： 式中：Hi为测量区域Zi的中轴线长度；步骤S44：变形前测量区域Zi左对角线与底边边线的夹角θi1R，如式5所示： 式中：θi1R为变形前测量区域Zi左对角线与底边边线的夹角；步骤S5具体包括以下步骤：步骤S51：计算变形前测量区域Zi底边中点至变形前后测量区域Zi底边线交点的距离LZJ，如式6所示： 式中：LZJ为变形前测量区域Zi底边中点至变形前后测量区域Zi底边线交点的距离；步骤S52：计算变形前后测量区域Zi的底边线的夹角θDJJ，如式7所示； 式中：θDJJ为计算变形前后测量区域Zi的底边线的夹角；ui3为所测量区域的左对角线LiRi+1的长度变化量；步骤S53：测量区域Zi左对角线与右对角线的右夹角θJDX，如式8所示； 式中：θJDX为变形前测量区域Zi左对角线与右对角线的右夹角；θDJJ为变形前后测量区域Zi的底边线的夹角；ui4为所测量区域Zi的对角线Li+1Ri的长度变化量；步骤S54：变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被左对角线分割后的左角θ'i1L、变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被左对角线分割后的右角θ'i1R、变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被右对角线分割后的左角θ'i2L和变形后测量区域右侧边线与底边线的夹角被右对角线分割后的右角θ'i2R，如式9至12所示； θ'i1R＝θDJJ+θi1R式10 式中：θ'i1L为变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被左对角线分割后的左角；θ'i1R为变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被左对角线分割后的右角；θ'i2L为变形后测量区域左侧边线与底边线的夹角被右对角线分割后的左角；θ'i2R为变形后测量区域右侧边线与底边线的夹角被右对角线分割后的右角；ui1、ui2为所测量区域Zi左右侧传感器监测到的长度变化量；Di、Di+1为标记点Li与Ri和标记点Li+1与Ri+1之间的距离；步骤S55：计算变形后测量区域顶边与右侧边的夹角被左对角线分割后的左角θRDSZ，如式13所示； 式中：θRDSZ为变形后测量区域顶边与右侧边的夹角被左对角线分割后的左角；hi1为所测量区域Zi左边线长度；步骤S6具体包括以下步骤：步骤S61：计算变形后测量区域左右侧边线的夹角θ'i1、θ'i2，如式14与15所示；θ'i1＝θ'i1L+θ'i1R式14θ'i2＝θ'i2L+θ'i2R式15式中：θ'i1、θ'i2为变形后测量区域左右侧边线与底边线的夹角；步骤S62：计算变形后测量区域Zi的底、顶边线长度D'i、D'i+1,如式16与17所示； 式中：D'i、D'i+1为变形后测量区域Zi的底、顶边线长度；步骤S63：计算变形后测量区域Zi的中轴线与底边线的右夹角角度θ'Zi，如式18所示； 式中：θ'Zi为变形后测量区域Zi的中轴线与底边线的右夹角角度；hi1、hi2为所测量区域Zi左右边线长度；θRDSZ为变形后测量区域顶边与右侧边的夹角被左对角线分割后的左角；步骤S64：计算变形后测量区域Zi的中轴线长度，如式19所示： 式中：H'i为变形后所测量区域Zi的中轴线长度；步骤S7具体的计算过程如式20所示： 式中：φi为所测量区域Zi的截面平均曲率。

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百度查询： 福州大学 变截面柱的截面曲率评估方法

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