[发明专利]一种模拟测试悬索张拉力的系统和方法

权利要求书

1.一种模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，包括：悬索张力模拟模型和检测设备，所述悬索张力模拟模型包括两个挡板以及设置在两个挡板之间的两个上支撑杆和两个下支撑杆，两个上支撑杆之间平行设置张拉索，两个挡板分别为第一挡板和第二挡板，所述张拉索的一端与第一挡板连接，另一端穿出所述第二挡板上的穿出孔，所述第二挡板的外侧壁设置有定滑轮，所述定滑轮位于所述穿出孔的正下方，所述张拉索穿出所述穿出孔后绕设在所述定滑轮上，并连接有连接杆，所述连接杆的末端固定连接有承重底盘，所述承重底盘用于放置荷载砝码；

所述张拉索的中间部位设置有振动传感器，两个下支撑杆之间滑动连接有固定底盘，所述固定底盘上设置有处理器，所述处理器与所述振动传感器通过信号线有线连接，所述处理器还连接有无线通信模块，所述处理器通过所述无线通信模块与所述检测设备无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，所述第一挡板上对应所述穿出孔的位置设置有固定孔，所述张拉索的一端穿出所述固定孔，并且穿出部分通过锚具和夹片锚固在所述第一挡板上。

3.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，两个下支撑杆上分别开设有滑槽，所述固定底盘的两端分别与两个滑槽滑动连接。

4.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，两个挡板与上支撑杆、下支撑杆之间通过螺栓连接固定。

5.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，所述连接杆的末端设置有螺纹，所述承重底盘的中间设置有螺纹孔，所述连接杆与所述螺纹孔螺纹配合连接。

6.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，所述荷载砝码上对称设置有两个把手安装槽，两个所述把手安装槽内铰接有把手，所述把手可折叠于所述把手安装槽内。

7.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，所述荷载砝码中间设置有开口，所述开口的宽度大于所述连接杆的直径，所述开口用于穿设所述连接杆；所述开口穿设所述连接杆后，靠近所述连接杆处拧入固定螺栓，堵住所述开口，防止所述荷载砝码滑落。

8.根据权利要求1所述的模拟测试悬索张拉力的系统，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙通信模块，所述检测设备采用超薄工业电脑或智能手机。

9.一种模拟测试悬索张拉力的方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一所述的模拟测试悬索张拉力的系统，包括以下步骤：

S1，将振动传感器安装悬索张力模拟模型中的张拉索上，在承重底盘上加上一个已知重量的荷载砝码，此时荷载砝码和承重底盘的重力在定滑轮的作用下可等同于张拉索的张拉力；

S2，通过在竖直方向拨动或敲击张拉索，检测设备会识别到张拉索振动的一阶频率以及谐波次数，进而通过公式(1)计算出张拉索在当前悬索张力模拟模型中的等效线密度：

式中，L表示张拉索的长度，具体指两挡板之间有效长度；G表示荷载砝码和承重底盘的重力，等同于张拉索的张拉力；ρ表示等效线密度；i表示振动的谐波次数，i取值范围为1-3，f_i表示振动的i阶频率，当前模型中，i＝1；步骤S2中，已知L、G、f_i、i，计算得到ρ；

S3，更换荷载砝码的重量，重量未知，同样的在竖直方向拨动或敲击同一位置的张拉索，检测设备会识别到该状态下张拉索振动的一阶频率以及谐波次数，等效线密度通过步骤S2计算得到，根据公式(2)可计算得到张拉索张拉力的实际大小：

式中，L表示张拉索的长度，T表示张拉索的张拉力，ρ表示步骤S2计算得到的等效线密度，i表示振动的谐波次数，f_i表示振动的一阶频率；步骤S3中，已知L、ρ、f_i、i，计算得到T。