[发明专利]桅杆惯性力响应测量方法

权利要求书

1.一种桅杆惯性力响应测试方法，其特征是：

(1)模型的倒置安装

将桅杆模型吊挂辅助支架上，桅杆模型的两侧设置配重台，形成横或纵摇摇摆系统；

(2)测点的布置

在桅杆根部区域布置若干应变花，用于测量测点的三个方向上的应变；在桅杆侧壁靠近顶部的地方安装加速度传感器，用于测量摆动周期；

(3)测试系统的组装

用信号线依次将信号放大器、信号采集仪和计算机连接完好，然后将布置好的应变花和加速度传感器接入信号放大器，形成完整的测试系统；

(4)重力响应B的测量

从0°开始以2°为间隔，选定一系列角度，转动横或纵摇摇摆系统使之静止于选定的角度，用(3)中所述的测试系统测量静态应变；

(5)桅杆模型倒置摇摆惯性力响应A的测量

用横或纵摇摇摆系统的周期公式估算出配重重量，然后往配重台处加相应的砝码，给模型任意初始角度使其自由摆动，利用(3)中所述测试系统对摇动周期进行预测量，若摆动周期不满足要求，用增减配重的方法对摆动周期进行微调，直至设计值；用以上方法调节好摆动周期后，再给模型一个设定的初始角度，即摇动幅值，让其自由摆动，用(3)中所述测试系统测量动态应变；

(6)桅杆模型正置摇摆惯性力响应C的计算

用(4)和(5)中量出的桅杆倒置静止时在重力作用下的应变B和桅杆倒置摇摆时惯性力作用下的应变A，根据力学原理，桅杆正置摇摆时在惯性力作用下的应变满足式子C＝A-2B，由此式求得正置摇摆时在惯性力作用下各测点三个方向上的应变值，然后利用材料力学公式由应变值计算得到应力值。

2.根据权利要求1中所述的桅杆惯性力响应测量方法，其特征为：桅杆模型倒置安装的方法是，将桅杆模型通过4根带有紧绳器的钢丝绳倒置吊挂在辅助支架上，桅杆模型的两侧设置配重台；通过承重绳上的紧绳器调节承重绳的长度，使横或纵摇转轴与桅杆模型重心的距离为设计值，并使模型与地面保持垂直。

3.根据权利要求1或2所述的桅杆惯性力响应测量方法，其特征为：所述的求得正置摇摆时在惯性力作用下各测点三个方向上的应变值的方法为，倒置摇摆状态实验测量到的是应变的时历响应A(t)，静置状态实验测量到的是随摆角α变化的离散形式的应变响应B(α)，实验摇摆系统的任意时刻摆角近似满足α＝α_maxsin(2πt/T+π/2)，其中α_max为摆幅，T为摇摆周期，由此式建立应变响应值B与时间的对应关系B(t)，然后，用MATLAB编制程序，对A(t)和B(t)进行叠加处理得到桅杆正置摇摆时的应变响应C(t)，取C(t)的最大值作为最终的应变值。