[发明专利]脆性试件下降段测量暨脆断冲击缓解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脆性试件下降段测量暨脆断冲击缓解方法，属于大型土木工程结构试验技术领域。

背景技术

在大型土木工程结构试验技术领域中，脆性试件如素混凝土柱等的下降段测量是学界难题，减缓脆性破坏时瞬间能量释放造成的冲击破坏也是学界难题。

目前应用的控制系统及控制算法，由于无法预测试件状态，在脆性试件进入下降段时，由于试件破坏速度极快，系统还没对上一时刻已经下降的承载力作出响应，试件的承载力已经变得更低。由于系统对荷载的卸载速度小于且承载力的下降速度，卸载控制调节迟于承载力下降，系统的卸载调节始终落后于试件承载力状态的变化。再加上加载设备所储存弹性能瞬间释放的叠加效果，使得试件发生瞬间崩碎。

目前常用的解决方法之一是加大流量、缩短系统延迟，但这需要功率更大的电机和油泵，更粗的油管、更精密的元器件和更高的成本。

另外一种方法就是和试件间并联阻尼装置，这首先增加安装、测量工作和成本；其次由于不同试件的脆断点吨位不同，阻尼装置只能在其自身承载力范围内才能起保护作用；由于阻尼器存在一定程度的非线性，增加了数据处理的难度，测量结果精确性也有所降低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种脆性试件下降段测量暨脆断冲击缓解方法，该方法及装置不仅克服了传统测量方法的局限性，同时降低了后期数据处理的难度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种脆性试件下降段测量暨脆断冲击缓解方法，所述脆性试件的状态通过力传感器、位移传感器进行实时监测，试件设置在传感器和地面之间。

在检测到试件进入下降段脆断临界状态时，即位移控制条件下试件承载力减小、位移变形增大且位移控制精度超差，此时立即反向加载，使原来连接高压进油管的加载腔切换到低压回油管，让压力快速衰减；同时原来的回油腔变成加载腔，腔内的油液一方面拖住活塞，阻止其惯性下滑，另一方面加快原来加载腔的卸压，同时加载设备所储存的弹性能释放和加载设备弹性变形的恢复也由活塞杆的反向回收来抵消，直到原加载腔的压力小于试件的承载力重新取得平衡而恢复正常控制；如此循环直到满足试验停止条件试件：即承载力F₂小于预设试验停止力阈值P_F或者试件变形大于预设试验停止位移阈值P_L。

本发明对试件进入下降段脆断临界状态的检测依据是：位控命令恒定时，试件承载力降低、试件位移变形增大、目标位移与位移命令误差超过控制精度所允许误差。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、无需增加机械结构和控制系统硬件，节约成本。

2、不对试件承载力叠加额外阻尼力，不影响测量精度和数据处理难度。

3、对任何吨位的脆断都能做出的实时适度响应。

附图说明

图1本发明方法的流程图。

图2为本装置的实施例加载图。

图3为本装置的实施例卸载图。

图中：1、高压进油管，2、电液伺服阀，3、上腔油管，4、油缸，5、上腔，6、活塞，7、活塞杆，8、下腔，9、力传感器，10、位移传感器，11、下腔油管，12、低压回油管，13、控制器，14、试件。

ΔL_L为位移加载(活塞、活塞杆下行)增幅；

ΔU_L为位移卸载(活塞、活塞杆下行)增幅；

P_F为预设试验停止条件力阀值；

P_L为预设试验停止条件位移阀值；

δ_L为系统控制精度。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-2所示，一种脆性试件下降段测量暨脆断冲击缓解方法，所述脆性试件的状态通过力传感器9、位移传感器10进行实时监测，所述试件14设置在传感器9和地面之间。