CN115326567A - 一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及检测方法领域，尤其涉及一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，本发明通过在石膏板的检测过程中，在施加载荷点周围设置若干环形区域，在加载过程中，使用应力检测装置检测石膏板的应力变化，直至石膏板断裂，构建各个环形区域对应的应力平均值变化曲线，筛选后，形成应力平均值变化曲线数据集合与断裂载荷数值的关联关系，当关联关系数量到达预设值后，在后续检测时，通过不同载荷区间对应的应力平均值变化曲线与应力平均值变化曲线数据集合进行匹配，确定匹配关系后根据关联关系预测对应的断裂载荷数值，实现非破坏性检测的前提下表征断裂载荷，且预测结果较为准确，检测速度快，使其能够应用于流水线生产过程中的快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及领域检测方法领域，尤其涉及一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法。
背景技术
断裂载荷是指物体在发生断裂前所承受的最大载荷，是一种重要的材料属性，对于断裂载荷的测量，常通过破损性检测的方法检测材料的断裂载荷，例如，石膏板的断裂载荷，常采用两端夹持，中间施加载荷直至石膏板断裂，进行测量；
中国专利公开号：CN209589693U，公开了一种纸面石膏板断裂载荷检测装置，包括万能试验机，还包括设于万能试验机底部平台上的支撑架和设于万能试验机加载梁下方的加载块；所述支撑架包括设有滑槽的底板、滑动设置在底板上的第一支撑块和第二支撑块以及设置在第一支撑块和第二支撑块上与底板的滑槽卡固配合的限位组件，所述限位组件包括竖直设置的卡杆，所述卡杆滑动设置在第一支撑块或第二支撑块上、并与滑槽卡固配合，本实用新型的纸面石膏板断裂载荷检测装置具有操作较为方便的特点；
但是，现有技术中，还存在以下问题，
1、对于石膏板的断裂检测需要进行破损性检测，缺少一种采用非破损手段表征石膏板断裂载荷的技术；
2、现有技术中，缺少应用于石膏板流水生产中，能够快速检测或表征石膏板断裂载荷的方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其包括：
步骤一、使用载荷检测装置将石膏板两端夹持，对石膏板中部施加载荷，在所述石膏板上设定若干环形区域，在载荷施加过程设置应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板发生断裂；
步骤二、将所述应力平均值变化曲线进行分类，并对所述应力平均值变化曲线进行筛选，筛选完成后，将剩余应力平均值变化曲线数据储存至同一数据集合，形成应力平均值变化曲线数据集合，建立所述应力平均值变化曲线数据集合与所述石膏板断裂时的断裂载荷数值之间的关联关系；
步骤三、重复所述步骤一以及步骤二，建立若干组所述关联关系，储存至同一数据集合内，当所述数据集合内的数据量大于预设数据量时，开始步骤四；
步骤四、在载荷检测时，设定若干载荷区间，提取各载荷区间的实际应力平均值变化曲线，形成各载荷区间对应的载荷区间数据集合，将所述载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，确定最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
进一步地，所述步骤一中，以施加载荷位置为圆心依次在石膏板上设定若干环形区域，各环形区域的内圆半径递增，各环形区域的环宽为预设值D0，各环形区域内圆半径的递增量按照如下公式确定，
其中，S表示石膏板的面积，S0表示预设石膏板标准面积，L0表示预设基础递增量，L表示预设修正递增量，n表示已设置环形区域的数量。
进一步地，所述步骤一中，在载荷施加过程中通过应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，并计算每个环形区域的应力平均值N0，以施加载荷量为自变量，应力平均值N0为因变量建立坐标系，并构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板断裂，并记录石膏板断裂时的断裂载荷数值。
进一步地，所述步骤二中，根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类，其中，
当D≥D2时，将所述应力平均值变化曲线划分为第三等级；
当D1≤D＜D2时，所述应力平均值变化曲线划分为第二等级；
当D＜D1时，所述应力平均值变化曲线划分为第一等级；
其中，D1表达第一距离划分参量，D2表示第二距离划分参量，D3表示第三距离划分参量，D1＜D2＜D3。
进一步地，所述步骤二中，对应力平均值变化曲线筛选时，计算所有应力平均值变化曲线对应的偏移参数K，并根据应力平均值变化曲线对应等级的选定不同的标准进行筛选，其中，
对于任一等级的第任一应力平均值变化曲线，按照如下公式计算其偏移参数K，
其中，n表示所述等级的应力平均值变化曲线的数量，hi表示所述应力平均值变化曲线与其他第i个应力平均值变化曲线的相似度；
当应力平均值变化曲线为第一等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K3时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第二等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K2时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第三等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K1时，将该应力平均值变化曲线筛除；
其中，K1表示第一偏移对比参量，K2表示第二偏移对比参量，K3表示第三偏移对比参量，K1＜K2＜K3。
进一步地，所述步骤四中，在载荷检测时，构建待检测石膏板每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，设定三个载荷区间，将施加载荷由0至F1时作为第一载荷区间，将施加载荷由F1至F2时作为第二载荷区间，将施加载荷由F2至F3时作为第三载荷区间，F1表示预设第一载荷值，F2表示预设第二载荷值，F3表示预设第三载荷值，当载荷施加值预设第一载荷值F1时，提取所述第一载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，记录至同一数据集合，形成第一载荷区间数据集合，将所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，其中，
所述第一载荷区间数据集合与任一应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，
将所述第一载荷区间数据集合内的实际应力平均值变化曲线根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类；
计算各个环形区域对应实际应力平均值变化曲线与所述应力平均值变化曲线数据集合中对应环形区域的应力平均值变化曲线的相似度H，
当第一等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第一相似度对比参数H1，并且，当第二等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第二相似度对比参数H2，并且，当第三等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第三相似度对比参数H3时，判定所述第一载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合匹配。
进一步地，所述步骤四中，当所述第一载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配时，则停止施加载荷，当所述第一载荷区间数据集合与任一述应力平均值变化曲线数据集合匹配时，继续施加载荷。
进一步地，所述步骤四中，当载荷到达预设第二载荷值F2时，提取所述第二载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第二载荷区间数据集合，当载荷到达预设第三载荷值F3时，提取所述第三载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第三载荷区间数据集合，并将所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，匹配计算方式与所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配时相同，
当与所述第一载荷区间数据集合、第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合相匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同时，则判定所述应力平均值变化曲线数据集合为最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
进一步地，所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则开始判定是否需对相似度对比参数进行修正，其中，
若第一载荷区间数据集合与应力平均值变化曲线数据集合匹配，且所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于相似度参照值H4时，判定需对相似度对比参数进行修正，
若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则在进行所述匹配计算时将H1、H2以及H3均减小h0×ΔH/H4，其中h0表示预设修正系数，ΔH表示所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H的平均值。
进一步地，所述步骤四中，当所述第二载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，或/和，所述第三载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，则停止施加载荷。
与现有技术相比，本发明通过在石膏板的检测过程中，在施加载荷点周围设置若干环形区域，在加载过程中，使用应力检测装置检测石膏板的应力变化，直至石膏板断裂，构建各个环形区域对应的应力平均值变化曲线，筛选后，形成应力平均值变化曲线数据集合与断裂载荷数值的关联关系，当关联关系数量到达预设值后，在后续检测时，将加载过程分为若干载荷区间，通过不同载荷区间对应的应力平均值变化曲线与应力平均值变化曲线数据集合进行匹配，确定匹配关系后根据关联关系预测对应的断裂载荷数值，实现非破坏性检测的前提下表征断裂载荷，且预测结果较为准确，检测速度快，使其能够应用于流水线生产过程中的快速检测，应用前景广阔。
尤其，本发明通过设置环形区域，在检测过程中检测石膏板的应力变化情况，构建各个环形区域的应力平均值变化曲线，实际情况中，检测时，随着载荷的施加被加载物体的应力会随着载荷加载呈现规律性变化，并且，应力以载荷点为中心以放射状呈现变化，通过构建环形区域的应力平均值变化曲线，能够对载荷的施加过程进行表征，进而能够建立最终断裂载荷与应力变化之间的关系，并且，环形区域之间的间隔不同，距离载荷施加位置越远，其应力变化情况越弱，曲线的表征性越差，因此外围的环形区域之间间隔较大，较为稀疏，能够过滤部分干扰信息，进而使得最终建立的数据集合更具有表征性，最终提高断裂载荷的预测准确性和可靠性。
尤其，本发明根据环形区域距离中心的距离，对应力平均值变化曲线进行分类，并筛选，对于外围环形区域，其应力变化情况较弱，通过设定更高的检测精度将部分不具参照性的曲线筛除，能够使得最终的数据集合更具有表征性，进而使得后续匹配过程中更为精确，最终提高断裂载荷的预测的准确性和可靠性。
尤其，本发明将筛选后的环形区域的应力平均值变化曲线，构建应力平均值变化曲线集合，并根据所述应力平均值变化曲线集合与断裂数值的关联关系，本发明在后续检测中，对载荷施加划分区间，获取不同区间内的环形区域的应力平均值变化曲线，并与应力平均值变化曲线数据集合进行匹配，进而根据关联关系调用对应的断裂载荷数值，作为断裂载荷，进而实现无破损检测，使其能够应用于产线快速生产过程中的快速检测，快速表征断裂载荷，鉴别断裂载荷不符合标准的产品。
尤其，本发明将载荷施加划分区间，在第一区间对应应力平均值变化曲线与平均值变化曲线集合匹配度高的情况下对第二、三载荷区间的匹配标准进行修正，在实际情况中，若第一载荷区间对应应力平均值变化曲线与某一平均值变化曲线集合拟合较好，则后续与该集合拟合可能性和拟合程度都会增加，反则反之，因此以第一载荷区间的匹配结果，对后续的匹配标准进行调整，使得后续能够与该集合更易匹配，进而提高计算速度和效率，过滤干扰信息，使得结果更为准确，提高最终结果的可靠性，能够得出更为准确的断裂载荷的表征信息。
附图说明
图1为本发明实施例的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法步骤图；
图2为本发明实施例环形区域示意图；
图中，1：石膏板，2：环形区域。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明实施例的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法步骤图，本发明的一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法包括，
步骤一、使用载荷检测装置将石膏板1两端夹持，对石膏板中部施加载荷，在所述石膏板上设定若干环形区域2，在载荷施加过程设置应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板发生断裂；
步骤二、将所述应力平均值变化曲线进行分类，并对所述应力平均值变化曲线进行筛选，筛选完成后，将剩余应力平均值变化曲线数据储存至同一数据集合，形成应力平均值变化曲线数据集合，建立所述应力平均值变化曲线数据集合与所述石膏板断裂时的断裂载荷数值之间的关联关系；
步骤三、重复所述步骤一以及步骤二，建立若干组所述关联关系，储存至同一数据集合内，当所述数据集合内的数据量大于预设数据量时，开始步骤四；
步骤四、在载荷检测时，设定若干载荷区间，提取各载荷区间的实际应力平均值变化曲线，形成各载荷区间对应的载荷区间数据集合，将所述载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，确定最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
具体而言，本发明对载荷检测的设备不做限定，其为成熟现有技术，通常采用两端夹持，中间施加载荷的方式，以及，本发明对应力检测装置不做限定，其同样为成熟现有技术，其可以超声波应力检测装置或其他应力检测装置。
具体而言，通过设置环形区域，在检测过程中检测石膏板的应力变化情况，构建各个环形区域的应力平均值变化曲线，实际情况中，检测时，随着载荷的施加被加载物体的应力会随着载荷加载呈现规律性变化，并且，应力以载荷点为中心以放射状呈现变化，通过构建环形区域的应力平均值变化曲线，能够对载荷的施加过程进行表征，进而能够建立最终断裂载荷与应力变化之间的关系，并且，环形区域之间的间隔不同，距离载荷施加位置越远，其应力变化情况越弱，曲线的表征性越差，因此外围的环形区域之间间隔较大，较为稀疏，能够过滤部分干扰信息，进而使得最终建立的数据集合更具有表征性，最终提高断裂载荷的预测准确性和可靠性。
具体而言，所述步骤一中，以施加载荷位置为圆心依次在石膏板上设定若干环形区域，各环形区域的内圆半径递增，各环形区域的环宽为预设值D0，各环形区域内圆半径的递增量按照如下公式确定，
其中，S表示石膏板的面积，S0表示预设石膏板标准面积，L0表示预设基础递增量，L表示预设修正递增量，n表示已设置环形区域的数量。
具体而言，所述步骤一中，在载荷施加过程中通过应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，并计算每个环形区域的应力平均值N0，以施加载荷量为自变量，应力平均值N0为因变量建立坐标系，并构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板断裂，并记录石膏板断裂时的断裂载荷数值。
具体而言，本发明根据环形区域距离中心的距离，对应力平均值变化曲线进行分类，并筛选，对于外围环形区域，其应力变化情况较弱，通过设定更高的检测精度将部分不具参照性的曲线筛除，能够使得最终的数据集合更具有表征性，进而使得后续匹配过程中更为精确，最终提高断裂载荷的预测的准确性和可靠性。
具体而言，所述步骤二中，根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类，其中，
当D≥D2时，将所述应力平均值变化曲线划分为第三等级；
当D1≤D＜D2时，所述应力平均值变化曲线划分为第二等级；
当D＜D1时，所述应力平均值变化曲线划分为第一等级；
其中，D1表达第一距离划分参量，D2表示第二距离划分参量，D3表示第三距离划分参量，D1＜D2＜D3。
具体而言，所述步骤二中，对应力平均值变化曲线筛选时，计算所有应力平均值变化曲线对应的偏移参数K，并根据应力平均值变化曲线对应等级的选定不同的标准进行筛选，其中，
对于任一等级的第任一应力平均值变化曲线，按照如下公式计算其偏移参数K，
其中，n表示所述等级的应力平均值变化曲线的数量，hi表示所述应力平均值变化曲线与其他第i个应力平均值变化曲线的相似度；
当应力平均值变化曲线为第一等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K3时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第二等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K2时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第三等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K1时，将该应力平均值变化曲线筛除；
其中，K1表示第一偏移对比参量，K2表示第二偏移对比参量，K3表示第三偏移对比参量，K1＜K2＜K3。
具体而言，本发明对于曲线相似度的计算不做限定，现有技术中曲线相似度的计算为成熟现有技术，其可以使用计算机计算完成，常见的计算原理有，欧几里得距离计算、明可夫斯基距离计算等等，其只需能计算二维空间的曲线相似度即可，可以根据情况调整。
具体而言，所述步骤四中，在载荷检测时，构建待检测石膏板每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，设定三个载荷区间，将施加载荷由0至F1时作为第一载荷区间，将施加载荷由F1至F2时作为第二载荷区间，将施加载荷由F2至F3时作为第三载荷区间，F1表示预设第一载荷值，F2表示预设第二载荷值，F3表示预设第三载荷值，当载荷施加值预设第一载荷值F1时，提取所述第一载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，记录至同一数据集合，形成第一载荷区间数据集合，将所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，其中，
所述第一载荷区间数据集合与任一应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，
将所述第一载荷区间数据集合内的实际应力平均值变化曲线根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类；
计算各个环形区域对应实际应力平均值变化曲线与所述应力平均值变化曲线数据集合中对应环形区域的应力平均值变化曲线的相似度H，此处由于部分应力平均值变化曲线数据集合中部分环形区域对应的应力平均值变化曲线已经被筛除，故此处计算时只需对比计算应力平均值变化曲线集合中已有数据对应的相似度即可。
当第一等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第一相似度对比参数H1，并且，当第二等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第二相似度对比参数H2，并且，当第三等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第三相似度对比参数H3时，判定所述第一载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合匹配。
具体而言，所述步骤四中，当所述第一载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配时，则停止施加载荷，当所述第一载荷区间数据集合与任一述应力平均值变化曲线数据集合匹配时，继续施加载荷。
具体而言，所述步骤四中，当载荷到达预设第二载荷值F2时，提取所述第二载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第二载荷区间数据集合，当载荷到达预设第三载荷值F3时，提取所述第三载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第三载荷区间数据集合，并将所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，匹配计算方式与所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配时相同，
当与所述第一载荷区间数据集合、第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合相匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同时，则判定所述应力平均值变化曲线数据集合为最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
具体而言，所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则开始判定是否需对相似度对比参数进行修正，其中，
若第一载荷区间数据集合与应力平均值变化曲线数据集合匹配，且所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于相似度参照值H4时，判定需对相似度对比参数进行修正，
若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则在进行所述匹配计算时将H1、H2以及H3均减小h0×ΔH/H4，其中h0表示预设修正系数，ΔH表示所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H的平均值。
本发明将载荷施加划分区间，在第一区间对应应力平均值变化曲线与平均值变化曲线集合匹配度高的情况下对第二、三载荷区间的匹配标准进行修正，在实际情况中，若第一载荷区间对应应力平均值变化曲线与某一平均值变化曲线集合拟合较好，则后续与该集合拟合可能性和拟合程度都会增加，反则反之，因此以第一载荷区间的匹配结果，对后续的匹配标准进行调整，使得后续能够与该集合更易匹配，进而提高计算速度和效率，过滤干扰信息，使得结果更为准确，提高最终结果的可靠性，能够得出更为准确的断裂载荷的表征信息。
具体而言，所述步骤四中，当所述第二载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，或/和，所述第三载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，则停止施加载荷。
具体而言，对于本发明，可以采用一个外接计算机用以实现本发明所涉及的计算。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，包括：
步骤一、使用载荷检测装置将石膏板两端夹持，对石膏板中部施加载荷，在所述石膏板上设定若干环形区域，在载荷施加过程设置应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板发生断裂；
步骤二、将所述应力平均值变化曲线进行分类，并对所述应力平均值变化曲线进行筛选，筛选完成后，将剩余应力平均值变化曲线数据储存至同一数据集合，形成应力平均值变化曲线数据集合，建立所述应力平均值变化曲线数据集合与所述石膏板断裂时的断裂载荷数值之间的关联关系；
步骤三、重复所述步骤一以及步骤二，建立若干组所述关联关系，储存至同一数据集合内，当所述数据集合内的数据量大于预设数据量时，开始步骤四；
步骤四、在载荷检测时，设定若干载荷区间，提取各载荷区间的实际应力平均值变化曲线，形成各载荷区间对应的载荷区间数据集合，将所述载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，确定最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
2.根据权利要求1所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤一中，以施加载荷位置为圆心依次在石膏板上设定若干环形区域，各环形区域的内圆半径递增，各环形区域的环宽为预设值D0，各环形区域内圆半径的递增量按照如下公式确定，
其中，S表示石膏板的面积，S0表示预设石膏板标准面积，L0表示预设基础递增量，L表示预设修正递增量，n表示已设置环形区域的数量。
3.根据权利要求1所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤一中，在载荷施加过程中通过应力检测装置实时检测所述石膏板的应力，并计算每个环形区域的应力平均值N0，以施加载荷量为自变量，应力平均值N0为因变量建立坐标系，并构建每个环形区域对应的应力平均值变化曲线，直至石膏板断裂，并记录石膏板断裂时的断裂载荷数值。
4.根据权利要求3所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，所述步骤二中，根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类，其中，
当D≥D2时，将所述应力平均值变化曲线划分为第三等级；
当D1≤D＜D2时，所述应力平均值变化曲线划分为第二等级；
当D＜D1时，所述应力平均值变化曲线划分为第一等级；
其中，D1表达第一距离划分参量，D2表示第二距离划分参量，D3表示第三距离划分参量，D1＜D2＜D3。
5.根据权利要求4所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤二中，对应力平均值变化曲线筛选时，计算所有应力平均值变化曲线对应的偏移参数K，并根据应力平均值变化曲线对应等级的选定不同的标准进行筛选，其中，
对于任一等级的第任一应力平均值变化曲线，按照如下公式计算其偏移参数K，
其中，n表示所述等级的应力平均值变化曲线的数量，hi表示所述应力平均值变化曲线与其他第i个应力平均值变化曲线的相似度；
当应力平均值变化曲线为第一等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K3时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第二等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K2时，将该应力平均值变化曲线筛除；
当应力平均值变化曲线为第三等级时，若所述应力变化值变化曲线对应偏移参数K＜K1时，将该应力平均值变化曲线筛除；
其中，K1表示第一偏移对比参量，K2表示第二偏移对比参量，K3表示第三偏移对比参量，K1＜K2＜K3。
6.根据权利要求5所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤四中，在载荷检测时，构建待检测石膏板每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，设定三个载荷区间，将施加载荷由0至F1时作为第一载荷区间，将施加载荷由F1至F2时作为第二载荷区间，将施加载荷由F2至F3时作为第三载荷区间，F1表示预设第一载荷值，F2表示预设第二载荷值，F3表示预设第三载荷值，当载荷施加值预设第一载荷值F1时，提取所述第一载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，记录至同一数据集合，形成第一载荷区间数据集合，将所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，其中，
所述第一载荷区间数据集合与任一应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，
将所述第一载荷区间数据集合内的实际应力平均值变化曲线根据环形区域距离圆心的距离D将环形区域对应的应力平均值变化曲线进行分类；
计算各个环形区域对应实际应力平均值变化曲线与所述应力平均值变化曲线数据集合中对应环形区域的应力平均值变化曲线的相似度H，
当第一等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第一相似度对比参数H1，并且，当第二等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第二相似度对比参数H2，并且，当第三等级的全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于预设第三相似度对比参数H3时，判定所述第一载荷区间数据集合与所述应力平均值变化曲线数据集合匹配。
7.根据权利要求6所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤四中，当所述第一载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配时，则停止施加载荷，当所述第一载荷区间数据集合与任一述应力平均值变化曲线数据集合匹配时，继续施加载荷。
8.根据权利要求6所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤四中，当载荷到达预设第二载荷值F2时，提取所述第二载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第二载荷区间数据集合，当载荷到达预设第三载荷值F3时，提取所述第三载荷区间内形成的每个环形区域对应的实际应力平均值变化曲线，形成第三载荷区间数据集合，并将所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算，匹配计算方式与所述第一载荷区间数据集合与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配时相同，
当与所述第一载荷区间数据集合、第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合相匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同时，则判定所述应力平均值变化曲线数据集合为最优匹配数据集合，并根据所述关联关系调用所述最优匹配数据集合关联的断裂载荷数值，将所述断裂载荷数值作为所述载荷检测的结果。
9.根据权利要求8所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述第二载荷区间数据集合以及第三载荷区间数据集合分别与多个应力平均值变化曲线数据集合进行匹配计算时，若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则开始判定是否需对相似度对比参数进行修正，其中，
若第一载荷区间数据集合与应力平均值变化曲线数据集合匹配，且所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H均大于相似度参照值H4时，判定需对相似度对比参数进行修正；
若当前匹配计算的对象与所述第一载荷区间数据集合匹配的应力平均值变化曲线数据集合相同，则在进行所述匹配计算时将H1、H2以及H3均减小h0×ΔH/H4，其中h0表示预设修正系数，ΔH表示所述第一载荷区间数据集合内全部实际应力平均值变化曲线的相似度H的平均值。
10.根据权利要求9所述的提高可靠性的纸面石膏板断裂荷载检测方法，其特征在于，所述步骤四中，当所述第二载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，或/和，所述第三载荷区间数据集合与全部应力平均值变化曲线数据集合均不匹配，则停止施加载荷。
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|---|---|
| CN115326567B (zh) | 2023-11-24 |
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