[发明专利]一种闸门原型应力应变测试方法及系统

权利要求书

1.一种闸门原型应力应变测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取水工金属结构钢闸门结构特征部位；

S2：根据结构特征部位确定水工金属结构钢闸门应力应变测点；

S3：在应变测点采用四线接法布设三线电阻应变片；

S4：采集三线电阻应变片应力与应变之间的测试数据。

2.根据权利要求1所述的闸门原型应力应变测试方法，其特征在于，所述 步骤S1获取水工金属结构钢闸门结构特征部位，是通过预先对弧形闸门进行有 限元CFD应力分析来获取水工金属结构钢闸门结构的危险断面及危险位置；所 述水工金属结构钢闸门结构特征部位具体包括上主梁、下主梁、上支臂、下支 臂、面板和吊耳。

3.根据权利要求1所述的闸门原型应力应变测试方法，其特征在于，所述 步骤S2根据结构特征部位确定水工金属结构钢闸门应力应变测点是根据钢闸 门结构特征部位的位置及结构形式来选取应力应变测点；所述水工金属结构钢 闸门应力应变测点包括主梁应力应变测点布置、上支臂应力应变测点布置、下 支臂应力应变测点布置、面板应力应变测点布置以及吊耳应力应变测点布置。

4.根据权利要求1所述的闸门原型应力应变测试方法，其特征在于，所述 步骤S3中的三线电阻应变片的布设按以下方式进行：所述应变片一端通过r1 与R4一端连接；所述R4的另一端通过r3与应变片的另一端连接；所述应变片 的另一端还通过r2与串联的R2和R3连接；所述r1与R4连接公共点与R2和 R3连接公共点作为输出端；

所述输出端的输出电信号输送到数据采集模块；

所述数据采集模块将采集到的电信号通过ZigBee传输数据；

其中，

r1表示应变片导线电阻；

r2表示应变片导线电阻；

r3表示应变片导线电阻；

R1表示惠斯通电桥桥臂电阻；

R2表示惠斯通电桥桥臂电阻；

R3表示惠斯通电桥桥臂电阻；

Rg表示应变片电阻。

5.根据权利要求1所述的闸门原型应力应变测试方法，其特征在于，所述 步骤S4采集模块采集三线电阻应变片的应力与应变之间测试数据是通过数据 采集模块来采集应变片的电信号，然后基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网 协议的ZigBee模块进行传输；所述测试数据包括结构静应力测试数据和所述运 动状态结构应力测试数据；

所述结构静应力测试数据，是测试闸门在挡水过程中构件的应力应变增量数 据；测定闸门受力构件从不受水荷载到额定水荷载的变化量；

所述运动状态结构应力测试数据，是测试闸门在开启和关闭过程中构件的应 力应变变化数据；测定运动状态受力构件的应力应变过程线。

6.一种闸门原型应力应变测试系统，其特征在于，包括三线电阻应变片、 数据采集模块、ZigBee模块和处理器；

所述三线电阻应变片设置于水工金属结构钢闸门结构特征部位上；

所述数据采集模块与三线电阻应变片连接用于采集应变片输出的电信号；

所述ZigBee模块与数据采集模块连接，用于接收采集模块采集到的电信号 并将电信号传输到处理器中；

所述处理器用于接收ZigBee模块传送来的数据并进行存储和分析。