CN115077888B - 支柱结构性能自动化测试方法及系统 - Google Patents

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CN115077888B CN202211002742.9A CN202211002742A CN115077888B CN 115077888 B CN115077888 B CN 115077888B CN 202211002742 A CN202211002742 A CN 202211002742A CN 115077888 B CN115077888 B CN 115077888B
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Abstract

本公开提供一种支柱结构性能自动化测试方法及系统，所述方法包括测试传感器获取启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将第一测试信息发送至控制器；控制器根据第一测试信息，以及与待测试设备对应的测试触发信息控制启停装置停止对待测试设备施加受力，并接收第二测试信息；控制器根据与待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及待测试设备的属性变化信息，确定待测试设备的挠度信息和弯矩信息。本公开的方法能够实现自动化测量，并且基于待测试设备设定传感器的数量与位置，全面获取确定挠度信息和弯矩信息所需的传感器信息。

Description

支柱结构性能自动化测试方法及系统
技术领域
本公开涉及测试技术领域，尤其涉及一种支柱结构性能自动化测试方法及系统。
背景技术
对于支柱结构的传统测量方法是采取人工手动控制电动葫芦的启停，启动电动葫芦后，再通过观察张力计的读数，通过预先打印的指定张力数据表格，当张力计达到数据表格的数据时，暂停电动葫芦，然后开始用计时器计时，并通过观察被测量物体上固定的观察尺读取位移数据。
此外，受限于传感器的精度，若想要获取完整且准确的信息，则需要全覆盖式在支柱结构上设置传感器，成本较高，并且对于大型支柱结构，难以做到全覆盖式设置。
公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本公开实施例提供一种支柱结构性能自动化测试方法及系统，能够至少解决现有技术测量过程中，人为读取张力计数据及控制电动葫芦启停的误差较大，在观察到读数到达规定的张力数据时，因暂停时间差，导致暂停后的实际度数往往高于实际的值，而此时的位移数据与规定张力下的位移数据存在偏差的技术问题以及设置传感器成本较高的问题。
本公开实施例的第一方面，提供一种支柱结构性能自动化测试方法，所述方法应用于支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器及配套程序，所述方法包括：
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，在所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息之前，所述方法还包括：
所述控制器基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置。
在一种可选的实施方式中，基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置的方法包括：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
在一种可选的实施方式中，所述第一测试信息包括第一位移信息和第一张力信息，所述第二测试信息包括第二位移信息和第二张力信息；
所述待测试设备的属性变化信息包括所述待测试设备的变形信息；
根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息的方法包括：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息；
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，确定所述待测试设备的受力信息的方法如下公式所示：
Figure 433361DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
表示受力信息，
Figure 459085DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 929381DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次 数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
表示第一位移信息，
Figure 597123DEST_PATH_IMAGE008
表示第二位移信息，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 938105DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息 和第二位移信息的中间值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
确定所述待测试设备的弯矩信息的方法如下公式所示：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 416622DEST_PATH_IMAGE014
表示弯矩信息，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 46318DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
表示第 一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
本公开实施例的第二方面，提供一种支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器及配套程序，
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，所述控制器还用于：
基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置。
在一种可选的实施方式中，所述控制器还用于：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
在一种可选的实施方式中，所述第一测试信息包括第一位移信息和第一张力信息，所述第二测试信息包括第二位移信息和第二张力信息；
所述待测试设备的属性变化信息包括所述待测试设备的变形信息；
所述控制器还用于：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息；
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，确定所述待测试设备的受力信息的方法如下公式所示：
Figure 455434DEST_PATH_IMAGE018
其中，
Figure 713240DEST_PATH_IMAGE003
表示受力信息，
Figure 611925DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure 56813DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 331937DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次 数，
Figure 709829DEST_PATH_IMAGE007
表示第一位移信息，
Figure 513837DEST_PATH_IMAGE008
表示第二位移信息，
Figure 977179DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 524835DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息 和第二位移信息的中间值，
Figure 757233DEST_PATH_IMAGE011
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
确定所述待测试设备的弯矩信息的方法如下公式所示：
Figure 732142DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 682781DEST_PATH_IMAGE014
表示弯矩信息，
Figure 34128DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 121032DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure 532422DEST_PATH_IMAGE017
表示 第一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
本公开提供一种支柱结构性能自动化测试方法, 所述方法应用于支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器及配套程序，所述方法包括：
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
本发明的有益效果：
（1）本公开的方法能够实现全过程自动测量，通过高速率传感器自动采集数据，自动识别并判断控制点，能够达到精准、快速、自动计数，不仅能减少测量操作人员，还能大大提高测量精度，提高测量效率，确保全过程的数据采集与存储，实现测量过程的可追溯性。
（2）此外，通过建立待测试设备的三维模型，并根据三维模型对应的边界条件，以及固定约束与约束阈值的比较结果，确定传感器的安装位置，能够确保通过成本最低的方式，获取全面而系统的测试数据。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本公开实施例支柱结构性能自动化测试方法的流程示意图；
图2是本公开实施例弯矩和挠度对应关系的示意图；
图3是本公开实施例支柱结构性能自动化测试装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
应当理解，在本公开的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本公开实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解，在本公开中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本公开中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。
应当理解，在本公开中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。
取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
下面以具体的实施例对本公开的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1示例性地示出本公开实施例支柱结构性能自动化测试方法的流程示意图，本公开实施例的方法应用于支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器，如图1所示，所述方法包括：
S101、所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；
示例性地，本公开实施例的测试传感器可以包括位移传感器、张力传感器以及分布式光纤传感器中至少一种，其中，位移传感器用于获取待测试设备的位移信息，张力传感器用于获取待测试设备的张力信息，分布式光纤传感器用于获取结构受力变形信息，其中，光纤本身既是传感介质，也是传输通道，利用应力与待测试设备的对应关系，能够得到待测试设备连续分布信息。
实际应用中，启停装置可以在启动后对待测试设备施加受力，其中，启停装置可以包括电动葫芦，还可以包括其他能够控制启停，并且施加外力的装置，本公开实施例对此并不进行限定。
可选地，测试传感器可以将所获取的第一测试信息通过有线或者无线的方式发送至控制器中，其中，第一测试信息可以与测试传感器对应，示例性地，测试传感器为位移传感器时，测试信息可以为位移信息；测试传感器为张力传感器时，测试信息可以为张力信息；测试传感器为分布式传感器时，测试信息可以包括应力变化信息，本公开实施例对第一测试信息的具体类型并不进行限定。
传统监测技术主要通过人工采集数据的形式，利用电测仪器对可能发生较大变形或具有代表性的关键截面进行加密布测，无法做到监测全覆盖测量，存在漏检的弊端，不能对较大受力变形点的位置进行准确判断。
结构监测使用的传感器越多，结构特性的描述就越准确。但传感器的数量总是有限的，合理布置传感器是保证结构监测质量的前提。特别是对于大型支柱结构等复杂结构，在已经明确监测项目的前提下，为了在含噪声的实时环境监测信号中利用所布设的有限个传感器，获取尽可能多的监测信息，并使实测值对支柱结构变化敏感具有良好的鲁棒性，实现对支柱结构状态改变信息的最优采集，需要根据支柱结构特点及测量条件选择传感器布设位置。
在一种可选的实施方式中，在所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息之前，所述方法还包括：
所述控制器基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置。
示例性地，可以通过获取待测试设备多个角度的图像信息，并将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分。在模型模拟过程中同时存在接触问题和塑性问题，而一阶单元能够解决接触问题和塑性问题中非协调模式单元和线性减缩积分单元导致的计算量较大的问题，降低后续至少1/3的计算量。
通过一阶单元进行网格划分后，可以根据待测试设备的属性信息构建三维模型，其中，待测试设备的属性信息可以包括待测试设备的结构、待测试设备的材质、待测试设备的应力分布、静力参数、动力参数等，所构建的三维模型能够进行多种情形下的仿真分析，而并非局限于传感器的类型所进行的现实分析，此外，通过构建三维模型能够根据三维模型对应的边界条件，在三维模型多个预设点施加固定约束，从而了解固定约束与约束阈值的比较结果，在预先所选定的预设点的基础上，确定该预设点是否为传感器的最佳安装位置。
其中，本公开实施例中三维模型的边界条件可以包括三维模型中某一函数在三维模型的边界上的数值、某一函数在边界外法线的方向导数、某一函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合中任意一种，本公开实施例对边界条件的具体类型并不进行限定。
其中，固定约束可以包括对预设点施加各个方向的荷载，例如竖直向下或竖直向上的荷载，预设点可以包括针对待测试设备的多个具体测试位置。
在一种可选的实施方式中，基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置的方法包括：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
可以理解的是，针对每个预设点均有对应的约束阈值，也即在预设点对应的设计约束值，预设点所施加的固定约束与约束阈值的比值不同，则对支柱结构状态改变信息的采集程度不同。
具体地，第一比值可以为70%、第二比值可以为80%，根据支柱结构的具体性能，第一比值和第二比值可以根据具体情况设定，本公开实施例对第一比值和第二比值的具体值并不进行限定。
其中，若固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则表明在该点所采集的测试信息效果低于预计效果，则可以认定该预设点所获取的测试信息无法满足要求，则需要重新选择新的预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
其中，若固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则可以将预设点作为安装位置，考虑到实际测试环境中存在的各种噪声，所采集的信息难以满足百分百无干扰，可以将该预设点作为备选传感器安装位置点，若多个预设点可以根据固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级，也即，比值为78%的预设点的优先级高于比值为75%的预设点，在多个预设点中选出优先级最高的点，从而尽可能获得效果较好测试信息；
其中，若固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置，高于第二比值的预设点可以认定为满足信息采集条件。
本公开实施例中，通过比较固定约束与预设的约束阈值的比值，能够选出满足测试条件的预设点，并且能够保证在预设点所采集的信息是使实测值对支柱结构变化敏感具有良好的鲁棒性，并且在多个满足条件的预设点中进行优先级比较，进一步筛选预设点的位置，保证效果最佳。
S102、所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
示例性地，控制器中可以预先录入待测试设备的相关信息，例如待测试设备的属性信息，型号信息以及测试项目信息，其中，待测试设备测试过程中可以对应测试暂停值，也即测试传感器所获取的值达到某个条件后，自动控制启停装置停止对待测试设备施加受力，并且接收测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息，其中，测试暂停值可以为多个，通过记录多个测试暂停值对应测试信息，能够连续测量并且记录全过程数据，便于后续挠度信息和弯矩信息分析。
其中，第二测试信息为测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息，第二测试信息可以与第一测试信息不相同。
S103、所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化及控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
示例性地，针对不同的测试设备，对应于不同的弯矩变化和控制时间，也即，控制启停设备启动和停止的间隔时间，在不同的控制时间控制启停设备启动与停止，能够获取全流程的测试信息，从而全面系统地确定待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
可以理解的是，在启停设备对待测试设备施加受力和停止受力的过程中，待测试设备会产生部分属性变化，例如待测试设备的部分结构的应力变化、结构性弯曲等。
在一种可选的实施方式中，根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息的方法包括：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息；
其中，确定所述待测试设备的受力信息的方法如下公式所示：
Figure 704778DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示受力信息，
Figure 328657DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure 535647DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 852359DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次 数，
Figure 512011DEST_PATH_IMAGE022
表示第一位移信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示第二位移信息，
Figure 939581DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 735499DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息 和第二位移信息的中间值，
Figure 754270DEST_PATH_IMAGE024
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
示例性地，本公开实施例通过确定待测试设备的弹性惯量和惯性矩，以及对应的边界条件，应变量确定待测试设备的受力信息。
需要说明的是，在实际应用过程中，可能因为实际测试环境中的噪音数据影响导致整体测量结果有偏差，可以通过数据拟合的方式进行数据补偿，本公开实施例的上述公式，通过拟合函数提高数据处理过程中的拟合精度，从而提高后续计算结果的准确性。可选地，本公开实施例所采用的拟合函数可以为三角拟合函数，还可以采用多项式进行拟合，需要说明的是，本公开实施例对拟合的方式，以及具体拟合函数的类型并不进行限定。
图2为本公开实施例弯矩和挠度对应关系的示意图，如图2所示，随着弯矩数值增加，挠度数值也随之增加。
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息；
确定所述待测试设备的弯矩信息的方法如下公式所示：
Figure 635639DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表示弯矩信息，
Figure 601321DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 517324DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure 441418DEST_PATH_IMAGE028
表示第 一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
示例性地，通过确定第一张力信息和第二张力信息的拟合平均值，能够有效降低张力偏移所带来的误差，与上述相对应的，通过数据拟合，能够使得拟合后的结果更加接近实测值，对于弯矩进行拟合后的有益效果可以参考上述受力进行拟合后的有益效果，本公开实施例在此不再赘述。
本公开提供一种支柱结构性能自动化测试方法，所述方法应用于支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器，所述方法包括：
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
本公开的方法能够实现全过程自动测量，通过高速率传感器自动采集数据，自动识别并判断控制点，能够达到精准、快速、自动计数，不仅能减少测量操作人员，还能大大提高测量精度，提高测量效率，确保全过程的数据采集与存储，实现测量过程的可追溯性。
此外，通过建立待测试设备的三维模型，并根据三维模型对应的边界条件，以及固定约束与约束阈值的比较结果，确定传感器的安装位置，能够确保通过成本最低的方式，获取全面而系统的测试数据。
本公开实施例的第二方面，提供一种支柱结构性能自动化测试系统，图3为本公开实施例支柱结构性能自动化测试装置的结构示意图，如图3所示，所述系统包括测试传感器31、启停装置32和控制器33及配套程序；
所述测试传感器31获取所述启停装置32启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器33；
所述控制器33根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置32停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器31在所述启停装置32停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器33根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置32启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，所述控制器33还用于：
基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器31在所述待测试设备的安装位置。
在一种可选的实施方式中，
所述控制器33还用于：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
在一种可选的实施方式中，所述第一测试信息包括第一位移信息和第一张力信息，所述第二测试信息包括第二位移信息和第二张力信息；
所述待测试设备的属性变化信息包括所述待测试设备的变形信息；
所述控制器33还用于：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息；
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息。
在一种可选的实施方式中，确定所述待测试设备的受力信息的方法如下公式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 544503DEST_PATH_IMAGE021
表示受力信息，
Figure 845034DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure 349965DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 710539DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次 数，
Figure 566500DEST_PATH_IMAGE022
表示第一位移信息，
Figure 405143DEST_PATH_IMAGE023
表示第二位移信息，
Figure 30159DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 561634DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息 和第二位移信息的中间值，
Figure 639312DEST_PATH_IMAGE024
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
确定所述待测试设备的弯矩信息的方法如下公式所示：
Figure 547225DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 26748DEST_PATH_IMAGE027
表示弯矩信息，
Figure 729125DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 305817DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure 486263DEST_PATH_IMAGE028
表示第 一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
需要说明的是，本公开实施例的系统实施例的有益效果，可以参考前述方法实施例的有益效果，本公开实施例在此不再赘述。
本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式压缩盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能盘（DVD）、记忆棒、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C#、VB等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程服务器上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以并行执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
注意，除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所公开的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述得简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优的设置之间可任意组合的组成又一实施例。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种支柱结构性能自动化测试方法，其特征在于，所述方法应用于支柱结构性能自动化测试系统，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器及配套程序，所述方法包括：
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；所述第一测试信息包括第一位移信息和第一张力信息，第二测试信息包括第二位移信息和第二张力信息；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息；所述待测试设备的属性变化信息包括所述待测试设备的变形信息；
根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息的方法包括：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息：
Figure 184660DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示受力信息，
Figure 347657DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 153939DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次数，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示第一位移信息，
Figure 469514DEST_PATH_IMAGE008
表示第二位移信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 335839DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息和第二位移信息的中间值，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 487597DEST_PATH_IMAGE014
表示弯矩信息，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 238515DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示第一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息之前，所述方法还包括：
所述控制器基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置的方法包括：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
4.一种支柱结构性能自动化测试系统，其特征在于，所述系统包括测试传感器、启停装置和控制器以及配套程序，
所述测试传感器获取所述启停装置启动后对待测试设备施加受力后的第一测试信息，并将所述第一测试信息发送至所述控制器；所述第一测试信息包括第一位移信息和第一张力信息，第二测试信息包括第二位移信息和第二张力信息；
所述控制器根据所述第一测试信息，以及与所述待测试设备对应的测试触发信息控制所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力，并接收第二测试信息，其中，所述第二测试信息为所述测试传感器在所述启停装置停止对所述待测试设备施加受力后所获取的测试信息；
所述控制器根据与所述待测试设备对应的弯矩变化和控制时间，重复控制所述启停装置启动与停止，直至根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息；所述待测试设备的属性变化信息包括所述待测试设备的变形信息；
根据所获取的多个第一测试信息、第二测试信息以及所述待测试设备的属性变化信息确定所述待测试设备的挠度信息和弯矩信息的方法包括：
根据所述第一位移信息和所述第二位移信息，所述待测试设备的弹性惯量、惯性矩和待测试设备的三维模型对应的边界条件，以及待测试设备的应变量确定所述待测试设备的受力信息：
Figure 657864DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 960669DEST_PATH_IMAGE003
表示受力信息，
Figure 176887DEST_PATH_IMAGE004
表示弹性惯量，
Figure 465917DEST_PATH_IMAGE005
表示惯性矩，
Figure 349559DEST_PATH_IMAGE006
表示位移变化的次数，
Figure 183786DEST_PATH_IMAGE007
表示第一位移信息，
Figure 152879DEST_PATH_IMAGE008
表示第二位移信息，
Figure 980020DEST_PATH_IMAGE009
表示位移系数，
Figure 718169DEST_PATH_IMAGE010
表示第一位移信息和第二位移信息的中间值，
Figure 362777DEST_PATH_IMAGE011
表示待测试设备的三维模型对应的边界条件；
根据所述第一张力信息和所述第二张力信息，所述待测试设备的挠度变形以及弯曲变形的适应度，确定所述待测试设备的弯矩信息：
Figure 678221DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 433687DEST_PATH_IMAGE014
表示弯矩信息，
Figure 760763DEST_PATH_IMAGE015
表示挠度变形，
Figure 451639DEST_PATH_IMAGE016
表示弯曲变形的适应度，
Figure 129745DEST_PATH_IMAGE017
表示第一张力信息和第二张力信息的拟合平均值。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：
基于预先获取的待测试设备的多个角度的图像信息，将每个角度的图像信息按照一阶单元进行结构化网格划分，并根据所述待测试设备的属性信息构建三维模型；
根据所述三维模型对应的边界条件，在所述三维模型的多个预设点施加固定约束；
基于所述固定约束与预设的约束阈值的比较结果，确定所述测试传感器在所述待测试设备的安装位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值低于第一比值，则重新选择预设点，直至固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第一比值，低于第二比值，则将预设点作为备选安装位置点，并将固定约束与预设的约束阈值的比值由高到低确定安装位置的优先级；
若所述固定约束与预设的约束阈值的比值高于第二比值，则将预设点作为安装位置。
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