[发明专利]一种滚筒优化静力学实验测试方法

权利要求书

1.一种滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于操作步骤如下：

1）提取滚筒原型结构与力参数：对滚筒原始数据进行分析，提取滚筒原型的结构参数与力参数；

2）相似理论计算：将获得的滚筒原型结构参数和力参数，利用相似理论进行相似化处理以获得模型滚筒的结构参数与力参数；

3）相似模型制作：利用模型滚筒的结构参数设计制造模型滚筒，合理布置应变片位置；

4）相似模型分类：对于加工完成的模型滚筒，按照带宽、荷载类型进行分类；

5）机械静力加载：根据不同工况的模型力以静力方式加载至模型滚筒，对不同类型的模型滚筒沿轴向方向施加均匀的线力；

6）应变片数据信息采集与处理：通过采集不同位置应变片的微量数据，经过信号调理，利用数据采集卡将数据传输至终端设备，对各组数据进行处理分析，获得各关键部位的应力应变情况；

7）实验结果分析：根据单参变化规则对一系列的实验数据进行统计处理，分析比较实验结果，获取各关键结构参数的最优值；

8）制作结构参数优化的数据库：根据测试实验结果，利用相似理论获取不同类型滚筒原型的结构参数，制作结构参数优化的数据库；

9）设计深度优化的滚筒结构：利用结构参数优化的数据库指导设计新的滚筒结构，达到结构参数深度优化的目标。

2.根据权利要求1所述的滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于：所述步骤2）中相似理论计算，所采用的计算方法如下：列出相似模型设计所需的单值条件；确定基本物理量种类和基本量纲个数；确定基础物理量和函数物理量，建立相似准则；由相似常数C_x所组成的相似指数C=1设计滚筒相似模型，其中C_x表示模型与原型对应物理量比值；求各物理量的相似常数C_x。

3.根据权利要求1所述的滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于：所述步骤3）中相似模型制作，所采用的制作方法如下：在模型滚筒制作时沿筒壳内外圆周表面和辐板内外侧端面进行应变片布置，具体布置方式按如下步骤进行：沿筒壳内外圆周表面布置应变片时以30°间隔均布，沿筒壳轴向方向从筒壳中部位置以设定距离向外侧均布，参考基距为50mm；沿辐板内外侧端面布置应变片时以30°间隔均布，沿滚筒径向方向从滚筒轴极心位置以设定距离向外呈辐射状均布，参考基距为30mm。

4.根据权利要求1所述的滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于：所述步骤4）中相似模型分类，所采用的分类方法如下：根据带宽对模型滚筒进行一系列归类，对不同系列模型滚筒进行标号L_mn，其中L表示滚筒，下标m和下标n分别表示滚筒不同系列带宽和每一系列带宽的模型滚筒，m =1,…,m，n=1,…,n；对于某系列带宽m确定的模型滚筒L_mn，n的确定按照两大类进行分类，具体分类方法如下进行：根据模型滚筒承受荷载类型分为驱动模型滚筒和改向模型滚筒，驱动模型滚筒的下标n=1,…,n₁，改向模型滚筒的下标n= n₁,…,n。

5.根据权利要求1所述的滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于：所述步骤5）中机械静力加载，所采用的加载方法如下：根据模型滚筒荷载类型分类方法，对驱动模型滚筒和改向模型滚筒分别进行静力加载，具体加载方法如下进行：对驱动模型滚筒进行加载时，沿滚筒筒壳轴向方向进行线力加载，沿轴向方向加载模型力符合以下公式：F_J=F_Se^μα，其中F_J和F_S分别表示驱动模型滚筒紧边张紧力和松边张紧力，μ和α分别表示摩擦系数和围包角大小；对改向模型滚筒进行加载时，滚筒表面所承受载荷均匀分布；将滚筒轴两端轴肩部位作为约束对象。

6.根据权利要求1所述的滚筒优化静力学实验测试方法，其特征在于：所述步骤6）中应变片数据信息采集与处理，所采用的采集与处理方法如下：将每一系列型号模型滚筒采集到的应变片的电阻值，传输到终端设备进行应变值的换算，各测试点的应力按如下公式计算：σ=Eε，其中σ和ε分别表示应力与应变，E表示杨氏模量；对各测试点的应力应变数据进行整合处理，获得模型滚筒关键部位的承载数据。