CN112710330A - 用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台 - Google Patents

用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台 Download PDF

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CN112710330A CN202011509169.1A CN202011509169A CN112710330A CN 112710330 A CN112710330 A CN 112710330A CN 202011509169 A CN202011509169 A CN 202011509169A CN 112710330 A CN112710330 A CN 112710330A
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    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels

Abstract

本发明涉及自动测斜管技术领域,尤其涉及用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台。其包括若干并排设置的可伸缩框架台、安装在可伸缩框架台上的升降滑移机构、以及安装在升降滑移机构升降端的用于测斜管负载测试的卧式压力测试机,以带动卧式压力测试机升降与滑移;可伸缩框架台包括可水平伸缩的可伸缩底架、安装可伸缩底架顶部的上立式架、以及滑动安装在上立式架上的可滑移平台,以实现可滑移平台在上立式架上的滑移。与现有技术相比,该测试台使用时仅需少数专业人员一起安装、调试,即可测试若干自动测斜管串联后的量程和精度;同时,该测试台实现了整机设备占地面积的最小化。

Description

用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台
技术领域
本发明涉及自动测斜管技术领域,尤其涉及一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台以及基于该测试台的测试方法。
背景技术
随着城市化水平的提高,超高层建筑、地下空间等工程得到广泛应用,各类基坑的开挖深度越来越大,而近年来基坑施工过程中的安全事故频发,为此需要采用合理的技术方法为基坑施工安全提供保障。基坑水平深层位移作为深基坑的重要监测参数,对深基坑安全具有重要意义,目前具有自动测量功能的测斜管是测量基坑水平深层位移的有效手段,每个节段通过串联拼接,可应用在边坡、基坑、地基基础、墙体和坝体等工程领域,克服了传统人工测量方法时滞性明显,劳动强度大等确定。
虽然具有自动测量功能的测斜管已得到工程推广应用,但因其工作工程中串联后会出现压降现象,因此多节段测斜管在串联超过某极限长度后会影响测斜管的正常测量。为保证一定数量自动测斜管串联后能够正常工作,需要进行串联负载性能测试。传统的测斜管精度测试装置仅能够实现单段测斜管的性能测试,无法测试自动测斜管的串联极限负载。且由于被测对象数量较多,若直接按照使用时的安装方法进行串联,空间的利用率较低,需要较大的测试场所。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,该测试台使用时仅需少数专业人员一起安装、调试,即可测试若干自动测斜管串联后的量程和精度;同时,该测试台设置可伸缩框架台,实现整机设备的占地面积的最小化。
本发明采用以下技术方案:一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其包括若干并排设置的可伸缩框架台、安装在所述可伸缩框架台上的升降滑移机构、以及安装在所述升降滑移机构升降端的用于测斜管负载测试的卧式压力测试机,以带动所述卧式压力测试机升降与滑移。
其中,所述可伸缩框架台包括可水平伸缩的可伸缩底架、安装所述可伸缩底架顶部的上立式架、以及滑动安装在所述上立式架上的可滑移平台,以实现可滑移平台在所述上立式架上的滑移。
所述升降滑移机构包括安装在所述可滑移平台底部的并与所述可滑移平台滑动连接的滑移台、安装在所述滑移台底部的升降组件、以及安装在所述升降组件升降端的升降台,所述升降台与所述卧式压力测试机固定连接,所述升降组件的升降方向与所述滑移台的滑行方向相垂直。
进一步的,所述可伸缩底架包括测斜管滑轨、安装在所述测斜管滑轨上的并与所述测斜管滑轨滑动连接的滑块、以及伸缩杆;其中,所述测斜管滑轨设置两组,每组设置两个间隔布置的测斜管滑轨,且两组测斜管滑轨相对设置;每组相邻的两个测斜管滑轨间通过水平设置的所述伸缩杆相连。
进一步的,在所述上立式架的顶部安装两排平行且间隔设置的滑动轮;在所述可滑移平台的底部开设两条平行且间隔设置的滑槽;两排所述滑动轮分别与对应的所述滑槽滑动连接,以实现所述可滑移平台在所述上立式架上的滑移。
进一步的,在所述可滑移平台的底部开设滑行槽,所述滑移台上形成有与所述滑行槽相匹配的凸起,所述凸起滑动安装在所述滑行槽内,以实现所述滑移台在所述可滑移平台底部的滑行。
进一步的,所述升降组件包括升降螺杆、以及套设在所述升降螺杆上的旋转螺母,所述升降螺杆的底部与所述升降台固定连接;所述旋转螺母安装在所述滑移台的底部,并与所述滑移台转动连接,以通过所述旋转螺母的转动带动所述升降螺杆与升降台的升降。
进一步的,所述升降台包括圆台部以及U型框架部;其中,所述圆台部的上端与所述升降螺杆的底部连接,所述圆台部的下端与所述U型框架部连接,且所述U型框架部又与所述卧式压力测试机固定连接。
进一步的,所述卧式压力测试机包括卧式平台、用于对测斜管施压的水平施压组件、以及安装在所述卧式平台上的用于实时监测测斜管位移数据的激光位移监测组件;其中,所述水平施压组件和所述激光位移监测组件分别安装在所述卧式平台上所述测斜管中点的两侧;所述测斜管具有一个或两个测量方向,沿所述测斜管具有若干弯曲应变测点。
与现有技术相比,本发明用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的有益效果为:
1)本发明中的可伸缩滑移测试台,在可伸缩框架台上安装若干根测斜管,并通过升降滑移机构调整卧式压力测试机的位置,实现对任意一根测斜管的负载测试。
2)该测试台的可滑移平台水平滑动安装在上立式架上,对应的,安装在可滑移平台底部的并与该平台滑动连接的升降滑移机构,实现该升降滑移机构的水平方向的横向移动。当不需要监测安装在部分可伸缩框架台上的测斜管时,使这部分可伸缩框架台收缩,调整相邻的两个可伸缩框架台的可伸缩底架间的间距,缩小二者间的间距,最大程度的减少该可伸缩旋转测试台的占地面积,有效利用测试场所的空间,实现整机设备的占地面积的最小化。
本发明的另一个目的在于提供一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,其该方法包括:
该方法包括:
SO1:将测斜管一至测斜管N串联安装在所述可伸缩滑移测试台上;
S02:将所述可伸缩滑移测试台移动至测斜管一处,使测斜管一其中一个测量方向平行于所述测试台表面;激光位移监测组件设置在正对所述测斜管一的中点处,并在测斜管一的另一侧设置水平施压组件;
S03:所述水平施压组件对所述测斜管一进行施压,在施压过程开始时,记录t时刻测斜管一位于横坐标xi处输出弯曲应变εi(t),并记录此时测斜管一中点所述激光位移监测组件实时监测的位移数据w(t),其中,i=1,2,…,K,K为测斜管弯曲应变测点的总数;
S04:计算第i个测点处的单位弯曲刚度承受的加载力大小,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000031
其中,L为测斜管长度;F/EI为单位弯曲刚度承受的加载力,D为测斜管中相对设置的两测量弯曲应变传感器间的间距;
S05:计算不同测点测得的单位弯曲刚度承受的加载力的平均值,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000041
S06:计算测斜管一的中点挠度值,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000042
S07:计算测斜管一在上述测量方向的位移测量精度,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000043
其中:η为位移测量精度;
并判断测斜管一在上述测量方向的位移测量精度是否满足要求,若
Figure BDA0002845851380000044
则符合要求,则记录该数据;其中,δl和δh分别为单根测斜管单方向位移测量精度相对误差的上限和下限;
S08:重复步骤S03至S07,取不同的t时刻值,进行测量,并记录在满足
Figure BDA0002845851380000045
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程;
S09:转动测斜管一使得测斜管一另外一个测量方向平行于测试台表面,重复步骤S02~S08,从而记录测斜管一另外一个测量方向的位移测量量程;
S10:移动所述可伸缩滑移测试台至其他测斜管处,重复S02~S09,记录其他测斜管不同测量方向的位移测量量程。
进一步的,将上述步骤S04~S08替换为如下步骤:
1):计算通过激光位移监测组件测得的单位弯曲刚度承受的加载力,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000046
2):计算各测点通过激光位移监测组件测得的弯曲应变,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000051
其中,
Figure BDA0002845851380000052
为通过激光位移监测组件测得的弯曲应变;
3):计算测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000053
其中,ξi为各测点的弯曲应变测量精度;
并判断测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度是否满足要求:若
Figure BDA0002845851380000054
则符合要求,则记录该数据;其中,Δl和Δh分别为单根测斜管单方向各测点的弯曲应变测量相对误差的上限和下限;
4):重复步骤1)至3),取不同的t时刻值,进行测量,并记录在
Figure BDA0002845851380000055
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程。
与现有技术相比,本发明一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法的有益效果为:
本发明中提供的一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,该方法中采用水平施压组件,对测斜管水平施压,不受自身重力影响,能最大程度的降低负载测试时所产生的误差;采用激光位移监测组件进行测量,激光位移监测组件自身精度高,使获得的测试数据精度也将大幅度提高。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的总体结构示意图;
图2为图1中可伸缩底架的局部结构示意图;
图3为图1中升降组件的结构示意图;
图4为图1中卧式压力测试机的结构示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为测斜管的截面图;
其中:可伸缩框架台1、可伸缩底架10、测斜管滑轨101、滑块102、伸缩杆103、上立式架11、滑动轮111、可滑移平台12;
升降滑移机构2、滑移台20、凸起201、升降组件21、升降端211、升降台22、圆台部221、U型框架部222;
卧式压力测试机3、卧式平台30、水平施压组件31、激光位移监测组件33。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明的保护范围。
下面结合附图1至附图6以及具体实施例详细论述本发明:
如图1-6所示,本发明提供一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其包括若干并排设置的可伸缩框架台1、安装在所述可伸缩框架台1上的升降滑移机构2、以及安装在所述升降滑移机构2升降端的用于测斜管负载测试的卧式压力测试机3,以带动所述卧式压力测试机3升降与滑移。
其中,所述可伸缩框架台1包括用于水平伸缩的可伸缩底架10、安装所述可伸缩底架10顶部的上立式架11、以及滑动安装在所述上立式架11上的可滑移平台12,以实现可滑移平台12在所述上立式架11上的滑移。
本发明中对上立式架11与可滑移平台12间滑移连接的实现方式,不做具体限定;如本实施例中,在所述上立式架11的顶部安装两排平行且间隔设置的滑动轮111;在所述可滑移平台12的底部开设两条平行且间隔设置的滑槽;两排所述滑动轮111分别与对应的所述滑槽滑动连接,以实现所述可滑移平台12在所述上立式架11上的滑移。同时,本发明中的可伸缩底架10可采用楼层式的排列布置方式,即设置若干层与若干列,并对应的将该上立式架11安装在最顶层的可伸缩底架10的顶部。如,本实施例中的可伸缩底架10采用楼层式结构设计,共设置五层十列,最多可容纳五十多根串联的测斜管。
而该升降滑移机构2包括安装在所述可滑移平台12底部并与所述可滑移平台12滑动连接的滑移台20、安装在所述滑移台20底部的升降组件21、以及安装在所述升降组件21升降端211的升降台22,所述升降台22与所述卧式压力测试机3固定连接,所述升降组件21的升降方向与所述滑移台20的滑行方向相垂直。工作时,首先将可滑移平台12在上立式架11上滑移,滑移至对应的位置处,并对应的将该可滑移平台12限位固定;接着,该滑移台20与对应的可滑移平台12滑动连接,能够实现滑移台20在可滑移平台12底部的左、右滑移,滑移至对应的准确位置即可;在滑移台20底部安装升降组件21,该升降组件21的升降端能够上、下升降,带动安装在升降端211处的升降台22上、下升降,进而带动固定安装在升降台22上的卧式压力测试机3上、下升降,实现卧式压力测试机3的上、下升降与左、右滑移。
具体的,在所述可滑移平台12的底部开设滑行槽,并所述滑移台20上形成有与所述滑行槽相匹配的凸起201,所述凸起201滑动安装在所述滑行槽内,以实现所述滑移台20在所述可滑移平台12底部的横向滑行。本发明中,对滑行槽与凸起201的具体形状等不做限定,只要能实现滑移台20在可滑移平台12底部的横向滑行即可。
具体的,所述升降组件21包括升降螺杆、以及套设在所述升降螺杆上的旋转螺母,所述升降螺杆的底部与所述升降台22固定连接;所述旋转螺母安装在所述滑移台20的底部,并与所述滑移台20转动连接,以通过所述旋转螺母的转动带动所述升降螺杆与升降台22的升降。工作时,通过旋转螺母的旋转,带动安装在旋转螺母内的升降螺杆的升降,实现升降台22以及安装在升降台22上的卧式压力测试机3的上、下升降,采用螺杆、螺母的连接形式,将螺母的旋转运动转换为螺杆的直线运动,实现方式简单、且传动精度高。需要说明的,本发明中的升降组件21采用丝杠螺母的传动原理,本实施例中螺母转动,带动丝杠(即升降螺杆)上、下移动升降,那么,本领域技术人员也可根据实际情况,升降组件21替换成丝杠(即升降螺杆)转动,螺母上、下移动升降,对应的将升降台22固定安装在螺母上即可。而该所述升降台22包括圆台部221以及U型框架部222。其中,所述圆台部221竖直放置,且所述圆台部221的上端与所述升降螺杆的底部连接,所述圆台部221的下端与所述U型框架部222连接,且所述U型框架部222又与所述卧式压力测试机3固定连接。本发明中,对U型框架部222与卧式压力测试机3间固定连接的方式不做具体限定,可以为焊接、螺钉、螺栓、或是卡扣连接等形式,只要能实现U型框架部222与卧式压力测试机3间的固定连接即可。
本发明中的可伸缩滑移测试台,在可伸缩框架台1上安装若干根测斜管,并通过升降滑移机构2调整卧式压力测试机3的位置,实现对任意一根测斜管的负载测试。该测试台的可滑移平台12水平滑动安装在上立式架11上,对应的,安装在可滑移平台12底部的并与该平台滑动连接的升降滑移机构2,实现该升降滑移机构2的水平方向的横向移动。当不需要监测安装在部分可伸缩框架台1上的测斜管时,使这部分可伸缩框架台1收缩,即调整相邻的两个可伸缩框架台1的可伸缩底架10间的间距,缩小二者间的间距,最大程度的减少该可伸缩旋转测试台的占地面积,有效利用测试场所的空间,实现整机设备的占地面积的最小化。本发明的可伸缩滑移测试台,结构简单、使用时仅需少数专业人员一起安装、调试,即可测试若干自动测斜管串联后的量程和精度,节约人工成本;同时,可在该测试台上安装对应的控制电路或PLC程序等,实现对该测试台的自动控制。
进一步的,所述可伸缩底架10包括伸缩杆103、测斜管滑轨101、以及安装在所述测斜管滑轨101上并与所述测斜管滑轨101滑动连接的滑块102。
其中,所述测斜管滑轨101设置两组,每组设置两个间隔布置的测斜管滑轨101,且两组测斜管滑轨101相对设置,使得每组的四个测斜管滑轨101分布设置在矩形的四角;且四角的测斜管滑轨101内均安装有相对设置的滑块102,并将测斜管的两端分别安装在相对设置两滑块102上。同时,每组相邻的两个测斜管滑轨101间通过水平设置的所述伸缩杆103相连,通过调整伸缩杆103的伸缩长度,控制相邻的两个测斜管滑轨101的间距。而与该可伸缩底架10对应的上立式架11为四个立柱,四个立柱分别安装在四个测斜管滑轨101的顶部,如图1所示,并对应的在每个立柱的顶部均安装若干等间隔设置的滑动轮111,使得在上立式架11的顶部形成两排平行设置的滑动轮111;对应的,在所述可滑移平台12的底部开设两条平行且间隔设置的滑槽;两排所述滑动轮111分别与对应的所述滑槽滑动连接,以实现所述可滑移平台12在所述上立式架11上的滑移。
具体的,该测斜管滑轨101呈矩形框结构,并在该矩形框结构的相对的两内壁面上开设对应的滑行轨道,该滑行轨道竖直设置;滑块102的相对两侧面分别与对应的滑行轨道间滑动连接,可实现该滑块102沿测斜管滑轨101的滑行轨道的上、下滑行。本发明中对滑行轨道的具体形状等,不做具体限定,只要能实现滑块102在测斜管滑轨101的滑行轨道的上、下滑行即可。同时,该伸缩杆103可实现水平方向的伸缩调整,本发明中对伸缩杆103的实现方式不做限定,可以采用可折叠式伸缩杆,该可折叠式伸缩杆展开时,实现伸缩杆103的伸长,该可折叠式伸缩杆收缩时,实现伸缩杆103的缩短;该伸缩杆103还可采用其它可伸缩式结构以实现伸缩的伸缩功能;如本实施例中,该伸缩杆103为中空圆柱杆,并在该伸缩杆103的两个连接端分别设置若干等间隔排列的安装孔;同时,在相邻的两测斜管滑轨101的相对内壁面上分别固定安装一水平设置的伸出杆,该伸出杆的一端伸入安装至所述伸缩杆103内,并在伸出杆的伸出端安装按压按钮,通过调整按压按钮在伸缩杆103安装孔的具体位置,调整伸缩杆103的长度,调整相邻的测斜管滑轨101间的间距,进而实现对可伸缩框架台1的调节;该伸缩杆103的结构简单、便于调节使用。
本发明中,当测试少数串联测斜管负载时,通过伸缩杆103的收缩减少占地面积,此时相邻的两测斜管间距较小,可能无法将卧式压力测试机3放置于相邻的两测斜管滑轨101之间,通过该测斜管滑轨101与滑块102组成的滑行机构,可将对应的测斜管抬起,再将卧式压力测试机3移动至该测斜管的位置即可;此时,另一根测斜管也不会对测试空间产生影响,并且不影响该测试台对少数串联测斜管的负载测试。
进一步的,所述卧式压力测试机3包括卧式平台30、用于对测斜管施压的水平施压组件31、以及安装在所述卧式平台30上的用于实时监测测斜管位移数据的激光位移监测组件33。其中,所述水平施压组件31和所述激光位移监测组件33分别安装在所述卧式平台30上所述测斜管中点的两侧。所述测斜管具有一个或两个测量方向,沿所述测斜管具有若干弯曲应变测点。使用时,通过水平施压组件31对测斜管施压,由测斜管测量不同测点处的弯曲应变,同时由激光位移监测组件33实时监测测斜管中点的位移数据;并将二者的形变量数据进行后期的对比分析,获得测斜管的测量精度。本发明中设置水平施压组件31,对测斜管水平施压,不受自身重力影响,能最大程度的降低负载测试时所产生的误差。同时,采用激光位移监测组件33进行测量,激光位移监测组件33自身精度高,故获得测试数据精度也将大幅度提高。
本发明中,在可伸缩滑移测试台的基础上,还提供了一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,该方法包括:
S01:将测斜管一至测斜管N串联安装在所述可伸缩滑移测试台上;本发明中,测斜管共设置50根,即本实施例中:N=50。
S02:所述可伸缩滑移测试台移动至测斜管一处,并将所述测斜管一固定至卧式平台30上,使测斜管一其中一个测量方向平行于测试台表面,测斜管一两端通过绞扣固定至卧式平台30上;激光位移监测组件33设置在正对所述测斜管一的中点处,并在测斜管一的另一侧设置水平施压组件31,对测斜管一进行施压操作。
S03:所述水平施压组件31对所述测斜管一进行施压,在施压过程开始时,记录t时刻测斜管一位于横坐标xi(i=1,2,…,K,K为测斜管弯曲应变测点的总数)处输出弯曲应变εi(t),并记录此时测斜管一中点激光位移监测组件33实时监测的位移数据w(t)。需要说明的是,取测斜管的一端为坐标原点,故测斜管一的横坐标取值范围即为[0,L],L为测斜管一的长度值。此外,该施压压力随着时间的变化逐渐增大变化的。具体的,该水平施压组件31包括施压结构、以及安装在测斜管内壁面的测量弯曲应变传感器,如图6所示;通过该测量弯曲应变传感器测量弯曲应变εi(t)。在测斜管同一横坐标xi处的内壁面均布四个测量弯曲应变传感器,如图6所示。
S04:计算第i个测点处的单位弯曲刚度承受的加载力大小,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000101
其中,F表示施压的加载力,EI表示测斜管的弯曲刚度,F/EI表示单位弯曲刚度承受的加载力,D为测斜管中相对设置的两测量弯曲应变传感器间的间距。
S05:计算不同测点测得的单位弯曲刚度承受的加载力的平均值,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000111
S06:计算测斜管一的中点挠度值,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000112
S07:计算测斜管一在上述测量方向的位移测量精度,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000113
其中:η为位移测量精度。
判断测斜管一在上述测量方向的位移测量精度是否满足要求,若
Figure BDA0002845851380000114
则符合要求;其中,δl和δh分别为单根测斜管单方向位移测量精度相对误差的上限和下限;需要说明的是,这里的δl和δh是依据行业要求以及经验而设定的实验常数。
S08:重复步骤S03至S07,取不同的t时刻值,进行测量,并记录在满足
Figure BDA0002845851380000115
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程。具体的,随着施压压力逐渐增大,w(t)取值也逐渐增大,取满足条件的最大w(t)为测斜管一在上述测量方向位移测量量程即可。
S09:转动测斜管一使得测斜管一另外一个测量方向平行于测试台表面,重复步骤S02~S08,从而记录测斜管一另外一个测量方向的位移测量量程。
S10:移动所述可伸缩滑移测试台至其他测斜管处,重复S02~S09,记录其他测斜管不同测量方向的位移测量量程。具体的,根据规范一般只需要从串联测斜管中抽取一定比例的测斜管进行测量即可,例如,本实施例中抽取5%的测斜管进行测量,若这些测斜管都能满足要求,则证明串联测斜管正常工作,进而保证其中任意一根测斜管的功能正常;进而达到本发明的目的,N根测斜管串联起来后,还能使任意一根都能满足要求。
需要说明的,可以在上述测试方法的基础上,将步骤S04~S08替换为另一种拟合处理方式为:
第一步:计算通过激光位移监测组件33测得的单位弯曲刚度承受的加载力,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000121
第二步:计算各测点通过激光位移监测组件33测得的弯曲应变,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000122
其中,
Figure BDA0002845851380000123
为通过激光位移监测组件测得的弯曲应变。
第三步:计算测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度,计算公式如下:
Figure BDA0002845851380000124
其中,ξi为各测点的弯曲应变测量精度。
并判断测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度是否满足要求:若
Figure BDA0002845851380000125
则符合要求,则对应的记录该数值。其中,Δl和Δh分别为单根测斜管单方向各测点的弯曲应变测量相对误差的上限和下限。需要说明的是,这里的Δl和Δh是依据行业要求以及经验而设定的实验常数。
第四步:重复上述第一步至第三步,取不同的t时刻值,进行测量,并记录在
Figure BDA0002845851380000126
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程。
本发明中提供的一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,该方法中采用水平施压组件31,对测斜管水平施压,不受自身重力影响,能最大程度的降低负载测试时所产生的误差;采用激光位移监测组件33进行测量,激光位移监测组件33自身精度高,使获得的测试数据精度也将大幅度提高。
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述,但是应该理解的是,这里具体的描述,不应理解为对本发明的实质和范围的限定,本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改,都属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:包括若干并排设置的可伸缩框架台、安装在所述可伸缩框架台上的升降滑移机构、以及安装在所述升降滑移机构升降端的用于测斜管负载测试的卧式压力测试机,以带动所述卧式压力测试机升降与滑移;
其中,所述可伸缩框架台包括可水平伸缩的可伸缩底架、安装所述可伸缩底架顶部的上立式架、以及滑动安装在所述上立式架上的可滑移平台,以实现可滑移平台在所述上立式架上的滑移;
所述升降滑移机构包括安装在所述可滑移平台底部的并与所述可滑移平台滑动连接的滑移台、安装在所述滑移台底部的升降组件、以及安装在所述升降组件升降端的升降台,所述升降台与所述卧式压力测试机固定连接,所述升降组件的升降方向与所述滑移台的滑行方向相垂直。
2.根据权利要求1所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:所述可伸缩底架包括测斜管滑轨、安装在所述测斜管滑轨上的并与所述测斜管滑轨滑动连接的滑块、以及伸缩杆;
其中,所述测斜管滑轨设置两组,每组设置两个间隔布置的测斜管滑轨,且两组测斜管滑轨相对设置;
每组相邻的两个测斜管滑轨间通过水平设置的所述伸缩杆相连。
3.根据权利要求1所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:
在所述上立式架的顶部安装两排平行且间隔设置的滑动轮;
在所述可滑移平台的底部开设两条平行且间隔设置的滑槽;
两排所述滑动轮分别与对应的所述滑槽滑动连接,以实现所述可滑移平台在所述上立式架上的滑移。
4.根据权利要求3所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:在所述可滑移平台的底部开设滑行槽,所述滑移台上形成有与所述滑行槽相匹配的凸起,所述凸起滑动安装在所述滑行槽内,以实现所述滑移台在所述可滑移平台底部的滑行。
5.根据权利要求1所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:所述升降组件包括升降螺杆、以及套设在所述升降螺杆上的旋转螺母,所述升降螺杆的底部与所述升降台固定连接;所述旋转螺母安装在所述滑移台的底部,并与所述滑移台转动连接,以通过所述旋转螺母的转动带动所述升降螺杆与升降台的升降。
6.根据权利要求5所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:所述升降台包括圆台部以及U型框架部;
其中,所述圆台部的上端与所述升降螺杆的底部连接,所述圆台部的下端与所述U型框架部连接,且所述U型框架部又与所述卧式压力测试机固定连接。
7.根据权利要求1所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台,其特征在于:所述卧式压力测试机包括卧式平台、用于对测斜管施压的水平施压组件、以及安装在所述卧式平台上的用于实时监测测斜管位移数据的激光位移监测组件;
其中,所述水平施压组件和所述激光位移监测组件分别安装在所述卧式平台上所述测斜管中点的两侧;所述测斜管具有一个或两个测量方向,沿所述测斜管具有若干弯曲应变测点。
8.一种用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,其特征在于:该方法包括:
SO1:将测斜管一至测斜管N串联安装在所述可伸缩滑移测试台上;
S02:将所述可伸缩滑移测试台移动至测斜管一处,使测斜管一其中一个测量方向平行于所述测试台表面;激光位移监测组件设置在正对所述测斜管一的中点处,并在测斜管一的另一侧设置水平施压组件;
S03:所述水平施压组件对所述测斜管一进行施压,在施压过程开始时,记录t时刻测斜管一位于横坐标xi处输出弯曲应变εi(t),并记录此时测斜管一中点所述激光位移监测组件实时监测的位移数据w(t),其中,i=1,2,…,K,K为测斜管弯曲应变测点的总数;
S04:计算第i个测点处的单位弯曲刚度承受的加载力大小,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000021
其中,L为测斜管长度;F/EI为单位弯曲刚度承受的加载力,D为测斜管中相对设置的两测量弯曲应变传感器间的间距;
S05:计算不同测点测得的单位弯曲刚度承受的加载力的平均值,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000031
S06:计算测斜管一的中点挠度值,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000032
S07:计算测斜管一在上述测量方向的位移测量精度,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000033
其中:η为位移测量精度;
并判断测斜管一在上述测量方向的位移测量精度是否满足要求,若
Figure FDA0002845851370000034
则符合要求,则记录该数据;其中,δl和δh分别为单根测斜管单方向位移测量精度相对误差的上限和下限;
S08:重复步骤S03至S07,取不同的t时刻值,进行测量,并记录在满足
Figure FDA0002845851370000035
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程;
S09:转动测斜管一使得测斜管一另外一个测量方向平行于测试台表面,重复步骤S02~S08,从而记录测斜管一另外一个测量方向的位移测量量程;
S10:移动所述可伸缩滑移测试台至其他测斜管处,重复S02~S09,记录其他测斜管不同测量方向的位移测量量程。
9.根据权利要求8所述的用于自动测斜管串联负载性能测试的可伸缩滑移测试台的测试方法,其特征在于:将步骤S04~S08替换为如下步骤:
1):计算通过激光位移监测组件测得的单位弯曲刚度承受的加载力,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000041
2):计算各测点通过激光位移监测组件测得的弯曲应变,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000042
其中,
Figure FDA0002845851370000043
为通过激光位移监测组件测得的弯曲应变;
3):计算测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度,计算公式如下:
Figure FDA0002845851370000044
其中,ξi为各测点的弯曲应变测量精度;
并判断测斜管一在上述测量方向各测点的弯曲应变测量精度是否满足要求:若
Figure FDA0002845851370000045
则符合要求,则记录该数据;其中,Δl和Δh分别为单根测斜管单方向各测点的弯曲应变测量相对误差的上限和下限;
4):重复步骤1)至3),取不同的t时刻值,进行测量,并记录在
Figure FDA0002845851370000046
要求下激光位移监测组件测量到的位移w(t)的最大值wmax,并以此作为测斜管一在上述测量方向位移测量量程。
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