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申请/专利权人：南昌大学

摘要：本发明涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种钢材超低周疲劳预测中测量损伤变量的装置及方法，包括用于放置钢试件的第一容器、传感器、第一阀门、第二阀门、流量记录仪以及第二容器，所述第一容器的侧壁上方通过第一管路与传感器连通，所述第一阀门设置于所述第一管路上分别与第一容器以及传感器连通；所述第一容器的侧壁下方通过第二管路与用于储存测量液体的第二容器连通，所述第二阀门设置于所述第二管路上分别与第一、第二容器连通，所述流量记录仪与第二阀门连通。本发明测量方法为利用气体状态方程测出试件损伤前后的密度增量，进而得出损伤变量的值。本发明无损伤检测，不破坏试件自身的结构；易于检测；灵敏度高，可靠性强。

主权项：1.一种钢材超低周疲劳预测中测量损伤变量的方法，包括用于放置钢试件（1）的第一容器（2）、传感器（4）、第一阀门（5）、第二阀门（6）、流量记录仪（7）以及第二容器（9），所述第一容器（2）的侧壁上方通过第一管路（10）与传感器（4）连通，所述第一阀门（5）设置于所述第一管路（10）上分别与第一容器（2）以及传感器（4）连通；所述第一容器（2）的侧壁下方通过第二管路（11）与用于储存测量液体（18）的第二容器（9）连通，所述第二阀门（6）设置于所述第二管路（11）上分别与第一、第二容器连通，所述流量记录仪（7）与第二阀门（6）连通；所述第一容器（2）内设有隔板（3），所述隔板（3）将所述第一容器（2）的内腔分隔为用于放置钢试件（1）的第一内腔（21）以及用于盛装测量液体（18）的第二内腔（22）；所述测量液体（18）为难挥发液体；还包括单片机（8），所述传感器（4）通过测量电路与单片机（8）相连，所述测量电路包括放大器（12）、非线性补偿（13）、温度补偿（14）、AD转换器（15），所述传感器（4）的输入端与恒流源（16）相连，其输出信号通过放大器（12）、非线性补偿（13）、温度补偿（14）以及AD转换器（15），输送至单片机（8），所述单片机（8）连接有显示器（17）；所述传感器（4）为硅杯压阻式压力传感器，其特征在于，包括如下步骤：S1：按照GBT15248—2008要求设计制作钢试件（1）并测量其质量记为M1，然后将其放置于第一容器（2）的第一内腔（21）中；S2：将第一阀门（5）开启，使得传感器（4）与第一容器（2）连接，待第一容器（2）内气压状态稳定时，测量第一容器（2）内压强记为P1；S3：将第二阀门（6）开启，使得第二容器（9）内的测量液体（18）通入第一容器（2）的第二内腔（22）中，并通过流量记录仪（7）控制注入测量液体（18）的体积为预设值∆V；S4：将第二阀门（6）关闭，待第一容器（2）内气压状态稳定时，通过传感器（4）再次测量第一容器（2）内压强记为P2；S5：取出钢试件（1），在WAW-1000B型电液伺服万能试验机上对其进行加载；S6：测量加载后的钢试件（1）记为M2，然后将其放入第一容器（2）中，重复步骤S2至S4；S7：通过公式计算损伤变量D，公式如下：D=-∆ρoρo（1）式（1）中，∆ρo为试件实验前后密度的增量，即ρ-ρo；其中ρ是损伤过程中某一状态的密度；ρo是试件原始密度；根据理想气体状态方程PV=nRT得出，Vx=V1-P2∆V（P2-P1（2）式（2）中，P1为通入测量液体前第一容器内的压强，P2为通入测量液体后第一容器内的压强，V1为第一容器的容积，∆V通入测量液体的体积，Vx为钢试件的体积；将式（2）带入密度计算公式ρ=MV，其中M为钢试件的质量，即可求出试件初始密度ρo及损伤过程中某一状态的密度ρ。

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