[发明专利]一种大型构件三维空间剖面圆度检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢结构加工或者工业测量，具体说是一种大型构件三维空间剖面圆度检测方法。

背景技术

圆柱、圆锥、椭圆柱、球等形状规则的几何体大型构件生产建造中随处可见，尤其是钢质构件，如储油罐、潜艇耐压壳体等，这些构件剖面通常为圆形。从理论上讲，在均布载荷作用下，结构断面不会产生弯曲力矩。但如果断面产生了偏离理论圆的初挠度，则会因为弯矩作用而产生附加弯曲应力，使结构受力状态发生变化，打破原有的力矩平衡状态，初挠度越大，弯曲应力就会越大。大量的结构模型试验表明，结构的毁环大多是从初挠度比较严重的部位开始的。由此可见，构件结构强度与构件断面形状偏离理论圆形的程度，即初挠度的大小，有着直接的关系。因此，在构件建造过程中必须要对其初挠度进行测量和评定，对不符合建造标准的部位进行超差加强，以保证构件结构强度安全系数满足要求。

目前，国内构件径向初挠度一般采取撑杆法进行测量，操作繁琐，测量精度不高，自动化程度低，这使得现有方法严重降低了结构强度方面的可靠性。在大型钢构件建造实践统计中发现，撑杆测量方法存在约1.3～1.7%的草率点，即人为误差，如测量工具使用不规范、读数和记录不准确、数据处理错误等，此外还有测量仪器本身精度不高等客观因素的影响。同时，国内至今尚未对撑杆测量法进行可靠性分析。如果要求构件结构强度提高，那么就要求径向初挠度最大值必须减小，但是现有的撑杆测量方法不能满足测量的精度要求，因此亟需寻找一种测量精度更高、更自动化的方法来解决这一问题。对剖面圆径向初挠度的检测实际也可用于对剖面圆圆度的检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型构件三维空间剖面圆度检测方法，提供从设备架设、判断过程到判断结果的全面的测量、计算、判断方法，大幅提高工作效率、测量精度和劳动强度。

所述大型构件三维空间剖面圆度检测方法，其特征是：按照如下步骤进行检测：

第一步、在待测剖面圆上设置多个待测的测量点标记，选择地点架设全站仪；

第二步、确立三维坐标轴x轴、y轴、z轴和坐标原点O，用全站仪测量待测点参数，计算出待测剖面圆上的每个待测点的三维坐标（x_i，y_i，z_i）；其中x_i、y_i、z_i为所测出的测点在xyz坐标系中的三维坐标值；

第三步、利用所获得的测点三维坐标数据，以最小二乘法或特征值法计算平面方程A₀x+B₀y+C₀z=D₀的平面参数A₀、B₀、C₀、D₀，以此计算结果为基础，通过剔除测点中的异常点，获取最佳测点拟合平面的平面拟合方程参数A、B、C、D，以此平面作为圆形构件剖面圆度的评定平面；

第四步、将所有测点的坐标投影到评定平面上，依公式