[发明专利]高精度竖向测力纵向活动或多向活动球型支座的测力方法

权利要求书

1.高精度竖向测力纵向活动或多向活动球型支座的测力方法，其特征在于：包括用于测量竖向荷载的纵向或多向活动球型支座，所述的纵向或多向活动球型支座包括的上座板(8)、中座板(6)、下座板(4)、底座板(1)、转角传感器(9)、位移传感器(3)和测力传感器(10)，上座板(8)、中座板(6)、下座板(4)、底座板(1)由上至下设置，上座板(8)和中座板(6)之间相对纵向活动或多向活动，中座板(6)和下座板(4)之间相对转动，下座板(4)底部包覆有底座板(1)，下座板(4)和底座板(1)之间无水平位移，在上座板(8)的纵桥向分别安装有测量支座纵向桥转动的转角传感器(9)和测量支座纵桥向水平滑动位移的位移传感器(3)，在底座板(1)的中心设有的安装腔，在安装腔内固定安装有用于竖向测力的测力传感器(10)，测力传感器(10)的测力点与支座的中心线重合；

下座板(4)和底座板(1)之间设有隔离垫，在支座不受到加载力时，测力传感器(10)的测力点与隔离垫不受力接触，隔离垫为摩擦副，摩擦副包括相配合的上滑板和下滑板，上滑板设置在下座板(4)的底面上，下滑板由中心滑板和中心滑板外侧的环形滑板组成，环形滑板设置在底座板(1)的上表面上，中心滑板设置在测力传感器(10)的测力点顶部；

利用上述的纵向活动或多向活动球型支座进行测力的方法包括以下步骤：

步骤一、组装核对：将支座组装完毕，并置于试验机上，支座中心与试验机中心位置对准，最大试验荷载为支座设计承载力W的n倍，n值为1～1.5，试验机加载至支座的设计承载力的1％后，核对测力传感器受力，确认无误后进行预压；

步骤二、预压：对支座以连续均匀的速度加载至设计承载力，反复3次；

步骤三、正式加载：将最大试验荷载由零开始均匀分为10n级，试验时以设计承载力的1％作为初始荷载，然后逐级加载，每级荷载稳压2分钟后，记录稳压时的试验机荷载F和测力传感器荷载，直至加载力到达最大试验荷载，稳压3分钟后卸载，加载过程连续进行m次,m≥3；

步骤四、绘图：取每一级m次传感器读数的算术平均值作为平均值测力传感器荷载F₁，绘制平均值测力传感器荷载—试验机荷载曲线，并做拟合计算，确定试验机荷载F与平均值测力传感器荷载F₁的关系式F(F₁,0,0)，表示0位移0转角下的标定关系；

步骤五、支座的设计承载力W下的水平位移和转角影响测试：支座上部放置楔形板，楔形板的倾斜角度与支座设计转角θ保持一致；试验机对楔形板进行加载，以连续均匀的速度加载至设计承载力W并保压1h；然后完成支座在纵桥向设计位移D下的一个水平滑动循环，其中每间隔D/m位移时，保压3分钟，记录测力传感器荷载F₂，绘制传感器荷载—水平位移曲线，并做拟合计算，确定测力传感器荷载F₂与水平位移的关系式F₂(W,θ,x)，x为支座水平滑移位移量；

步骤六、综合确定荷载：支座在实际使用中，实时获取测力传感器测得的力值F₃、位移传感器测得的水平位移x、转角传感器测得的竖向转角θ₁的读数，通过以下公式完成支座荷载的计算，综合确定支座整体竖向受力F_a：

其中，F(W,0,0)为步骤四中试验机荷载为设计荷载W时的传感器荷载。