[发明专利]基于多点应变感知的落下孔车承载梁弹性动挠度测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多点应变感知的落下孔车承载梁弹性动挠度测量方法及系统，该方法包括：获取待测的落下孔车的承载梁的几何参数与材料参数；建立待测落下孔车的承载梁的多承载力与多点应变方程；采用设置在承载梁的关键部位的多个应变传感器获取承载梁关键部位的多点在途应变数据，基于挠度求解拟静力变形法的分段角度和挠度积分计算法，建立基于多点承载力的变截面承载梁挠度曲线方程；得到基于多点应变感知的落下孔车的承载梁弹性动挠度计算模型；采集承载梁两端承重点底部的在途应变数据集，代入承载梁弹性动挠度计算模型，得到落下孔车在途运行下的动挠度变化。本发明可实现落下孔车承载梁在途弹性变形监测。

技术领域

本发明涉及无孔型落下孔车动挠度在线检测与运输安全限界评估领域，尤其涉及一种基于多点应变感知的落下孔车承载梁弹性动挠度测量方法及系统。

背景技术

超限货物运输安全限界的检测与评估(货物与车辆底部限界的冲突预评估)是保障超限货物运输安全的重要手段，而车辆承载梁底部距轨面高度是其重要的组成部分。承载框架底部距轨面高度的变化量由车辆各系悬挂造成的刚性位移和承载梁弹性变形造成的弹性挠度组成。并且在落下孔车运行过程中，承载梁会出现明显的垂向弹性振动和弹性变形，若无法准确测得其弹性变形情况，对货物与车辆底部限界的冲突预评估极为不利。目前，落下孔车各系弹簧的位移可通过拉绳位移计测量，而承载梁的动态弹性变形目前无法实现实时直接测量。

因此针对落下孔车承载梁弹性动挠度实时监测及预警这一问题，目前尚未有成熟的理论及方法。类似的动挠度测定方法中，基于应变模态的梁结构动挠度监测方法(公开号：104457681A)，一种基于应变模态的梁结构动挠度监测方法，利用应变传感器对振动的梁结构进行应变测试获得动应变数据，由所述动应变数据的互相关函数求出应变模态振型，利用应变-位移转换关系求出位移模态振型，然后再由动应变数据和应变模态振型计算出位移模态坐标，最后根据计算出的位移模态坐标叠加位移模态振型得到梁结构的实时挠曲线，从实现对动挠度的监测。该方法是基于位移—应变传递函数方法，该方法首先需要通过对目标结构进行结构振动试验获得结构的位移模态和应变模态，从而获得结构的位移—应变传递函数，最后利用所测得的结构动应变与结构位移—应变传递函数获得结构的弯曲变形，需要对落下孔车承载梁结构进行结构振动试验。

发明内容

本发明提供了一种基于多点应变感知的落下孔车承载梁弹性动挠度测量方法及系统，用以解决承载梁的动态弹性变形目前无法实现实时直接测量的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于多点应变感知的落下孔车承载梁弹性动挠度测量方法，包括以下步骤：

S1：获取待测的落下孔车的承载梁的几何参数与材料参数；根据几何参数与材料参数建立待测落下孔车的承载梁的多承载力与多点应变方程；

S2：采用设置在承载梁的关键部位的多个应变传感器获取承载梁关键部位的多点在途应变数据，基于挠度求解拟静力变形法的分段角度和挠度积分计算法，建立基于多点承载力的变截面承载梁挠度曲线方程；

S3：结合落下孔车的承载梁多承载力与多点应变方程以及基于多承载力的变截面承载梁挠度曲线方程，得到基于多点应变感知的落下孔车的承载梁弹性动挠度计算模型；

S5：采集承载梁两端承重点底部的在途应变数据集，代入承载梁弹性动挠度计算模型，得到落下孔车在途运行下的动挠度变化。

作为本发明的方法的进一步改进：

优选地，步骤S3完成后，步骤S5进行之前，方法还包括：