[发明专利]储液容器受力测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体运输领域，尤其是储液容器受力测量装置及方法。

背景技术

石油、化工与食品等领域需要进行液体运输，在运输过程中，液体在船舶、 火车与汽车等交通工具的储液容器中会发生摇晃与震荡，对容器内壁产生撞 击，这种内载荷不仅会对焊缝、角隅等局部薄弱结构处产生破坏，导致泄露等 安全事故发生；而且对整个运输工具也会有明显的作用力，尤其是运输液体的 船舶，设计时不仅需要关注波浪等外载荷，也需要考虑动态的内载荷。目前对 于这方面的研究很少，有一种测试方法是在液舱内侧壁设置应变片，但是这种 方法准备时间长，测试效果差，且不能全面准确的反映出储液容器实际动态承 受内载荷的情况。

发明内容

本申请人针对上述现有储液容器受力测量中不能准确反映受力情况等缺 点，提供一种储液容器受力测量装置及方法，从而可以测量装载液体在运输过 程中对储液容器的动态作用力。

本发明所采用的技术方案如下：

一种储液容器受力测量装置，在储液容器的两外侧成对对称设置有四分力 天平，所述四分力天平由单向和双向剪切梁支架与鼠笼式支架两部分构成，在 所述单向剪切梁支架的孔内设置测试Z轴轴向受力的应变片，在所述双向剪切 梁支架的Y向孔内设置测试X轴轴向受力的应变片，在所述双向剪切梁支架 的Z向孔内设置测试Y轴轴向受力的应变片，在所述鼠笼式支架的径向连接 臂孔内设置测试绕X轴方向的转动力矩的应变片；四分力天平的一侧通过安装 基座与运输工具的支架相连接，四分力天平的另一侧通过转接板安装在储液容 器的外侧中心线位置；所述X轴方向指向运输工具前部，Y轴方向指向运输工 具的左侧，Z轴方向竖直向上。其进一步特征在于：

储液容器受力测量装置的转接板为直板结构。

储液容器受力测量装置的转接板为弯曲板结构。

一种采用上述储液容器受力测量装置进行的测量方法，包含以下步骤：

第一步：在交通工具或模型上安装所述测量装置，并进行系数标定与调零；

第二步：进行测试，采集储液容器的三个方向的轴向受力F_x1、F_x2、F_y1、 F_y2、F_z1、F_z2与绕x方向转动力矩M_x1和M_x2；理论计算H与L值，所述H值 为储液容器重心与四分力天平安装中心线的高度差；L值为储液容器的长度；

第三步：根据以下公式计算出各个轴向力与转动力矩：

x轴轴向力F_x＝F_x2-F_x1

y轴轴向力F_y＝F_y2-F_y1

z轴轴向力F_z＝F_z2-F_z1

绕x轴转动力矩M_x＝M_x2-M_x1+(F_y2-F_y1)·H

绕y轴转动力矩My=(Fz2-Fz1)·L2+(Fx2-Fx1)·H]]>