CN103884305A - 一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于测量方法，具体涉及一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法。它包括：步骤一：在被测量器件外设置传感器安装架；步骤二：安装传感器；步骤三：测量；对试样加载负荷，加载的负荷为预先设计的数值，利用下传感器和上传感器测量试样在受载后变形量，测量的同时记录两个传感器的测量数值，步骤四：计算；上传感器和下传感器的数值相减，得到的数值即为试样的受力变形值，步骤五：变形值误差修正；多次重复步骤三和步骤四，将多次测量的结果进行数值处理，得到的结果为修正后的变形值误差。本发明的显著效果是：测量精度高，可以直接测量变形量。
Description
技术领域
本发明属于测量方法，具体涉及一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法。
背景技术
随着核技术的不断发展，新型技术不断的被应用于各种核装置中。因核装置高安全性的要求，应用前，对大型结构件进行实际的测试成为必不可少的步骤之一。许多大型机械结构部件需要做全尺寸的真实受力加载测试来模拟部件的真实受载情况，以此来检验结构部件在受载情况下的最大变形。由于部件尺寸超大（长、宽和高为几米），而部件变形在毫米量级。为了提高大型机械结构部件的安全性，必须尽可能减小位移测量误差以提高部件的变形测量精度。为了提高测量精度，可以把加载框架的刚度设计得非常高，不会加载框架变形对测量精度的影响，但加载框架的成本会成倍增加。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种不需要增加加载框架刚度情况下就可以提高测量精度的方法。
本发明是这样实现的：一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，包括下述步骤：
步骤一：在被测量器件外设置传感器安装架
步骤二：安装传感器
步骤三：测量
对试样加载负荷，加载的负荷为预先设计的数值，利用下传感器和上传感器测量试样在受载后变形量，测量的同时记录两个传感器的测量数值，
步骤四：计算
上传感器和下传感器的数值相减，得到的数值即为试样的受力变形值，
步骤五：变形值误差修正
多次重复步骤三和步骤四，将多次测量的结果进行数值处理，得到的结果为修正后的变形值误差。
如上所述的一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，其中，其特征在于：所述的数值处理可以采用常见的加权平均、最小二乘法数值拟合，也可以选用现有技术中的任意数值处理方法。
如上所述的一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，其中，所述的步骤二中的传感器包括上传感器和下传感器。
本发明的显著效果是：1）位移传感器与加载框架分离--试样放置于加载框架施力测试，加载框架的变形会影响对试样位移的测量精度，为消除该影响，设计位移传感器不与加载框接触。2）设计分离式位移传感器安放托架--把位移传感器安放托架的支座置于地基上，保证测量框架除传感器外不与试样接触。因此在试样上、下端相对位置安装相同的位移传感器，在受力加载过程中通过传感器测出的试样上端位移减去传感器测出的试样下端位移，则是被测试样的真实变形，分离式位移传感器安放托架有效地减小了位移测量误差。
附图说明
附图1是本发明提供的一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法的示意图。
附图2是本发明提供的位移传感器安放托架的示意图。
图中：1、加载框架，2、下传感器，3、下传感器安装架，4、试样，5、位移传感器安放托架，6、上传感器安装架，7、上传感器，8、加载油缸，9、螺钉，
具体实施方式
一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，包括下述步骤：
步骤一：在被测量器件外设置传感器安装架
加载框架1是由刚性底座、左立柱、右立柱、后横梁、上横梁、上加载板、油缸等组成的一个立体封闭式框架系统。大结构件的试样4放入封闭式框架里，试样的底端用螺栓与刚性底座固定，试样的顶端承受安放在加载框架上加载油缸8的拉力、压力或者力偶矩等多种载荷的叠加作用。对试样4施加载荷用传感器测量其变形，由于力总是以作用力和反作用力的方式存在，加载油缸8对试样4施力时，试样4的反作用力通过加载油缸8传递给加载框架1从而导致加载框架1的变形。如果把传感器直接固定在加载框架1上，加载时，试样4在变形，加载框架1上的传感器的位置由于加载框架1的变形而发生改变，试样4的受载后的变形结果不准确，就影响了实验测试结果。为了消除该不利影响，解决办法就是设法让位移传感器与加载框架1不接触，使它们分离开。于是设计一个位移传感器安放托架5，使位移传感器安放托架5与加载框架1独立。注意：位移传感器安放托架5的底部远离加载框架1的刚性底座！
位移传感器安放托架5是用铝合金型材组合的框架，铝合金型材上有T型槽，T型槽内放预置螺母。下传感器安装架3与上传感器安装架6均设置长条孔。螺钉9穿过下传感器安装架3、上传感器安装架6上的长条孔，拧到T型槽内预置螺母上，通过这种方法使下传感器安装架3、上传感器安装架6固定到位移传感器安放托架5上。通过T型槽与长条孔可小范围调节下传感器安装架3、上传感器安装架6相对于位移传感器安放托架5位置。图2可见下传感器安装架3、上传感器安装架6的长条孔。
上传感器安装架6上装一个上传感器7，上传感器7为光栅位移传感器。上传感器7头部插到上传感器安装架6的开豁口的圆形孔上，上传感器安装架6上有两个圆形豁孔，上传感器7头部插到哪个孔上根据现场需要。上传感器安装架6上作两个圆形豁孔的作用与长条孔一样，方便上传感器7位置调整。
下传感器安装架3与下传感器2的安装方法同上传感器安装架6与上传感器7安装方式相同。
步骤二：安装传感器
本测试中传感器分为上传感器7和下传感器2。上传感器7与下传感器2的数量分别为四个。安装上传感器7，安装上传感器7时，由于上传感器安装架6上在与两个圆形豁孔垂直的面上设有螺纹孔，在螺纹孔上拧上螺钉9就可锁紧上传感器7,需要注意的是螺钉9不能拧得过紧，否则上传感器7的测量杆无法自由滑动，将影响测量，螺钉9拧到上传感器7不能轻松地从上传感器安装架6圆形豁孔上拔出，且上传感器7的测量杆可自由滑动为止。安装下传感器2的方法与安装上传感器7的方法相同。
步骤三：测量
加载前，首先检查液压缸的油源及电气控制是否正确，检查试样4上的传感器连接方式是否正确。利用加载油缸8对试样4加载负荷，加载的负荷为预先设计的数值，加载油缸8的负荷值保持稳定不变时，利用下传感器2和上传感器7测量试样4在受载后变形量，测量的同时记录两个传感器（下传感器2和上传感器7）的测量数值。
步骤四：计算
加载时，由于加载框架是由刚性底座不是绝对理想不变形的底座，刚性底座受到试样4传递来的载荷而变形，将上传感器7和下传感器2的数值相减，得到的数值即为试样4的受力变形值。
步骤五：变形值误差修正
多次重复步骤三和步骤四，将多次测量的结果进行数值处理，得到的结果为修正后的变形值误差。所述的数值处理可以采用常见的加权平均、最小二乘法数值拟合，也可以选用现有技术中的任意数值处理方法。
Claims (3)
1.一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤一：在被测量器件外设置传感器安装架
步骤二：安装传感器
步骤三：测量
对试样加载负荷，加载的负荷为预先设计的数值，利用下传感器和上传感器测量试样在受载后变形量，测量的同时记录两个传感器的测量数值，
步骤四：计算
上传感器和下传感器的数值相减，得到的数值即为试样的受力变形值，
步骤五：变形值误差修正
多次重复步骤三和步骤四，将多次测量的结果进行数值处理，得到的结果为修正后的变形值误差。
2.如权利要求1所述的一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，其特征在于：所述的数值处理可以采用常见的加权平均、最小二乘法数值拟合，也可以选用现有技术中的任意数值处理方法。
3.如权利要求1所述的一种有效减小大型结构件位移误差的测量方法，其特征在于：所述的步骤二种的传感器包括上传感器和下传感器。
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