[发明专利]一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置及方法

摘要

一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置及方法，属于角加速度测量技术领域。该装置中有一实心球，实心球可沿外壁封装罩径向自由运动，实心球运动后的离心力通过刚性块体传递至柔性块体，柔性块体作为受力基体；应变片固定在柔性块体表面，用于检测柔性块体的径向应变，通过公式反算结构扭转时实心球的所受离心力；侧向限位连杆用于连接刚性块体和滑轮，并限制实心球的位移，使其只能沿装置纵向运动；滑轮使刚性块体自由移动。本发明将瞬态角加速度的测量转化为实心球离心力的动态测量；并通过装置将离心力转化为柔性块体纵向上的应变测量；利用应变片实现低成本的动态监测，从而相对准确的求得结构由于偶遇动力作用引起的动态角加速度。

主权项

1.一种基于动态量测离心力的结构角加速度测量装置，其特征在于，所述的结构角加速度测量装置包括内部核心装置(2)、外壁封装罩(3)及数据采集处理部件(12)；内部核心装置(2)通过外壁封装罩(3)固定在所测结构外表面(1)，内部核心装置(2)与数据采集处理模块(12)相连，外壁封装罩(3)用于保护内部核心装置(2)，并限制实心球(4)的位移，使其只能沿装置纵向运动；所述的内部核心装置(2)包括实心球(4)、刚性块体(5)、柔性块体(6)、应变片(7)、侧向限位连杆(8)、滑轮(9)、轨道(10)；所述的实心球(4)为球形实体，其材料特性均匀，质心在球心处；实心球(4)与外壁封装罩(3)内壁和和刚性块体(5)均为点接触，实心球(4)可自由活动，但受限于外壁封装罩(3)和刚性块体(5)，在未受外力的状态下相对于外壁封装罩(3)处于固定的状态；所述的刚性块体(5)一端与实心球(4)点接触，其相对的另一端与柔性块体(6)的一端连接，用于传递实心球(4)与柔性块体(6)之间的力；所述的刚性块体(5)另外两端通过侧向限位连杆(8)与滑轮(9)连接，滑轮(9)限制在轨道(10)上，轨道(10)固定在外壁封装罩(3)内壁，保证刚性块体(5)在受力的情况下能够自由移动；所述的柔性块体(6)的另一端固定在外壁封装罩(3)的右侧内壁，作为受力基体；应变片(7)固定在柔性块体(6)表面，且与数据采集处理部分(12)相连，用于检测柔性块体(6)的应变，通过计算得到结构扭转时实心球(4)产生的离心力。