[发明专利]一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置，由固定立桩、钢丝绳连接件、加载系统、冲击系统、测量系统组成，钢丝绳的两端绳头通过钢丝绳连接件固定在左右两侧的固定立桩上，设置在左侧固定立桩上的加载系统施力拉紧钢丝绳，设置在钢丝绳旁侧的冲击系统对钢丝绳进行冲击，钢丝绳上设置测量系统进行张力振动检测分析。本发明提供一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置，可以实现检测及分析钢丝绳受不同形式的径向单次冲击响应，并用来检测及分析研究钢丝绳冲击张力及振动在绳弦上的波动状态和传递形式。

技术领域

本发明属于张力振动检测分析技术领域，具体涉及一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置。

背景技术

钢丝绳因其柔韧的弯曲性能、高强的抗拉伸断裂能力等优点，在矿业、军事、交通、桥梁等诸多工程领域具有十分广泛的应用，在工程处不可避免的出现极端条件，诸如钢丝绳提升系统中，导向系统的缺陷将使提升容器对连接钢丝绳产生径向激励；在绳索类公路护栏发生交通事故时，车辆对护栏钢丝绳的直接碰撞，冲击时速可达到100km/h；在航母舰载机阻拦索工况中，阻拦钢丝绳拦截机体瞬时速度可达200km/h以上。这些应用工况中钢丝绳将承受苛刻的径向冲击，钢丝绳作为典型高弹性构件必将产生张力冲击及绳体振动，并沿绳弦内以纵波和横波的形式传导，张力的波动直接关系到钢丝绳所提升、固定或拦截的其他构件的稳定性和安全性。因此，研制一种检测及分析钢丝绳冲击工况下动态张力及振动的方法及装置，开展钢丝绳在受到径向外源冲击后的动力学响应分析研究，对于探寻钢丝绳张力及振动在绳弦上的波动状态和传递形式，进一步提高钢丝绳结构件在苛刻冲击应用工况中的运行稳定及可靠性具有重要意义。

目前对于钢丝绳冲击振动试验机已开展了相关研究，专利号为CN201710551454.1公布了一种钢丝绳横向空间振动测量的方法，通过高速摄像机采集钢丝绳振动图像后经计算机处理得到钢丝绳形心振动轨迹，可实现非接触的测量方式和可调的大检测量程，但无法体现出绳内振动及张力的波动传递。专利号为CN201510562399.7公布了一种钢丝绳横向振动信号测量装置、方法及横向振动监测方法，采用光幕式激光位移传感器的感应光幕原理获得振动位移信号，实现了钢丝绳全面横向振动的精确测量，但其对于光学信号的使用环境，即封闭性、稳定性使用要求较高。专利号为CN201410271323.4一种摩擦衬垫-提升钢丝绳动态摩擦传动试验装置及方法，整机模拟了摩擦式提升机的运转形式，其中激振机构和钢丝绳和状态监测机构可实现提升容器的横纵向激振及其张力、振动监测。该装置模拟提升机正常运行，但其无对钢丝绳绳体本身的典型冲击进行研究。

现有钢丝绳冲击张力振动装置或方法存在的问题主要有：(1)对钢丝绳动态性能的检测方法集中于绳体静止单点横向振动的监测，即静态分析，而实际的冲击过程中，冲击振动是以绳弦波的形式沿绳弦动态传递的，因此单点振动检测无法获知切实有效的绳弦波动数据；(2)所述的钢丝绳振动分析较为单一，而本专利针对的冲击往往形成较强的振动源，张力及振动的传导特性显著，而独立的光学信号处理只得到单点振动位移信号，无法全方位监测振动钢丝绳的冲击传导性能。(3)所述的应用工况多为正常的稳态运行过程，而在本技术领域，所针对的工况为瞬态冲击，特征为瞬时性、强烈性，与稳态运行工况的钢丝绳差别较大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种横置钢丝绳径向冲击下张力振动检测分析方法及装置，可以实现检测及分析钢丝绳受不同形式的径向单次冲击响应，并用来检测及分析研究钢丝绳冲击张力及振动在绳弦上的波动状态和传递形式。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

横置式钢丝绳径向冲击试验装置主要由固定立桩、钢丝绳连接件、加载系统、冲击系统、测量系统组成。