[发明专利]一种测量应力松弛的系统及测量方法

权利要求书

1.一种测量应力松弛的系统，连接在被测试杆件(1)上，包括有加速度传感器(2)、信号采集设备(3)和信号处理分析设备(4)；其特征在于：所述加速度传感器(2)有一组，间隔安装在被测试杆件(1)上，并且一组加速度传感器(2)分别通过一组第一信号传输线(5)与信号采集设备(3)连接；所述信号采集设备(3)通过一组第二信号传输线(6)与信号处理分析设备(4)之间连接；并且第二信号传输线(6)与第一信号传输线(5)一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种测量应力松弛的系统，其特征在于：一组所述加速度传感器(2)沿被测试杆件(1)的长轴向间隔布置。

3.根据权利要求1所述的一种测量应力松弛的系统，其特征在于：所述被测试杆件(1)为用以施加预紧力模拟试件顶部荷载的预应力钢棒或者为大型机械设备中的预应力拉杆或者为体外预应力加固结构中的预应力杆件。

4.一种运用权利要求1所述的测量应力松弛的系统的测量方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一，将加速度传感器(2)安装在被测试杆件(1)上；一组加速度传感器(2)沿着被测试杆件(1)的长轴向间隔布置，并且位于在被测试杆件(1)产生振动时振动幅值不同的位置处；

步骤二，将一组加速度传感器(2)分别连接到信号采集设备(3)上，并将信号采集设备(3)与信号处理分析设备(4)连接；

步骤三，初步设定被测试杆件(1)的第一阶频率；根据实际经验初步设定一个被测试杆件(1)的第一阶频率；

步骤四，得出采样频率；根据香农采样理论，采样频率为被测试试件(1)的第一阶频率的2倍，因此得到的采样频率为步骤三中初步设定的被测试杆件(1)第一阶频率的2倍；

步骤五，采用橡皮锤对被测试杆件(1)进行锤击使其振动，并按照步骤四中的采样频率对加速度传感器(2)上的数据进行采样；

步骤六，将采样得到的加速度传感器(2)上对应的加速度时程进行两两相减，然后再做傅里叶变换，求出其第一阶频率

其中，e：自然对数的底数；t：代表时间；x(t):用设备采集到的加速度时程；ω：为频率；j：虚数；

步骤七，根据被测试杆件(1)两端的连接情况，选用不同的公式，算出两个不同时间点下的被测试杆件(1)的轴力；

步骤八，对比算出后的结果，看不同时间点下的被测试杆件(1)的轴力是否有变化；若轴力有变化，说明有预应力损失；若无变化，说明没有预应力损失。

5.根据权利要求4所述的运用测量应力松弛的系统的测量方法，其特征在于：当步骤五中的被测试杆件(1)两端为铰接连接时，被测试杆件(1)的轴力和被测试件的第一阶频率之间的关系式如下：

式中：f：被测试件的第一阶频率(Hz)；L：被测试件的铰接长度；E：被测试试件的弹性模量；I：被测试试件的抗弯惯性矩；N：被测试试件内部的轴向力；m：被测试件试件的线密度。

6.根据权利要求4所述的运用测量应力松弛的系统的测量方法，其特征在于：当步骤五中的被测试杆件(1)两端为刚接连接时，被测试杆件(1)的轴力和被测试件的第一阶频率之间的关系式如下：

7.根据权利要求4所述的运用测量应力松弛的系统的测量方法，其特征在于：当步骤五中的被测试杆件(1)一端为刚接连接、另一端为铰接式时，被测试杆件(1)的轴力和被测试件的第一阶频率之间的关系式如下：