金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法，利用光學(xué)經(jīng)緯儀配合普通鋼尺，對(duì)金屬構(gòu)件不同區(qū)域的初始幾何缺陷進(jìn)行測(cè)量，然后根據(jù)金屬構(gòu)件測(cè)量區(qū)域的幾何關(guān)系，利用公式計(jì)算得到金屬構(gòu)件的初始整體幾何缺陷。本發(fā)明操作較為方便，并且具有準(zhǔn)確性、有效性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬構(gòu)件測(cè)量方法領(lǐng)域，具體是一種金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于生產(chǎn)、鍛造和加工過程中生產(chǎn)工藝和加工工藝的制約，不可避免的存在這樣或那樣的初始缺陷，而構(gòu)件的初始整體幾何缺陷就是其中一類重要的缺陷形式，尤其是對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比較大的受壓構(gòu)件，初始整體幾何缺陷往往對(duì)其力學(xué)性能和破壞模式有著至關(guān)重要的影響。因此，在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，尤其是金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算中，無(wú)論是傳統(tǒng)的碳素鋼材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還是以高強(qiáng)鋼和不銹鋼為代表的高性能鋼材結(jié)構(gòu)構(gòu)件，乃至以鋁合金為代表的新型金屬材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件，初始整體幾何缺陷都是土木工程師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師必須要解決的一個(gè)問題。而對(duì)于科研工作者來(lái)說，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有限元數(shù)值模擬同樣必須考慮構(gòu)件的初始整體幾何缺陷。如今，采用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法，如激光掃描技術(shù)或三維整體成像技術(shù)可以精確的測(cè)量構(gòu)件的初始整體幾何缺陷，然而這些先進(jìn)的測(cè)量方法需要采用復(fù)雜且昂貴的專業(yè)測(cè)量?jī)x器，而普通實(shí)驗(yàn)室通常不具備這類測(cè)量?jī)x器，因此如何用簡(jiǎn)易的方法方便準(zhǔn)確的測(cè)量構(gòu)件的初始整體幾何缺陷就成了科學(xué)研究和工程實(shí)踐中急需解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供一種金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)件初始整體幾何缺陷測(cè)量不便的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法包括以下步驟:
[0006](I)首先在距離萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上構(gòu)件測(cè)試點(diǎn)一定距離的地方放置好三腳架，將光學(xué)經(jīng)緯儀水平放置在三腳架上固定好，調(diào)整三腳架三個(gè)腳的高度，使得光學(xué)經(jīng)緯儀與地面保持平行；
[0007](2)然后將待測(cè)構(gòu)件豎直放置于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試點(diǎn)上，固定光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，使得光學(xué)經(jīng)緯儀在水平面內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，觀測(cè)構(gòu)件頂部和底部的鉛垂線，確保構(gòu)件與地面保持垂直；
[0008](3)接著通過萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)給構(gòu)件施加微小的荷載，使得構(gòu)件固定不動(dòng)，然后松開光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，將光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的右側(cè)，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，使得鏡筒中的十字交叉點(diǎn)移動(dòng)的軌跡形成一條虛擬的直線，并確保這條虛擬的直接始終位于構(gòu)件右側(cè)的外邊緣，且與構(gòu)件右側(cè)邊緣保持一定的距離；
[0009](4)再次固定光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，使得光學(xué)經(jīng)緯儀在水平面內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，接著將普通鋼尺垂直構(gòu)件右側(cè)平面分別放置于構(gòu)件的頂部、中部和底部，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，分別讀取鏡筒中的十字交叉點(diǎn)與構(gòu)件頂部、中部和底部的普通鋼尺相交時(shí)的讀數(shù)a1; b1； C1，根據(jù)一定的幾何關(guān)系就可以計(jì)算出構(gòu)件右側(cè)平面的一個(gè)初始整體幾何缺陷
【權(quán)利要求】
1.金屬構(gòu)件初始整體幾何缺陷的簡(jiǎn)易測(cè)量方法包括以下步驟: (1)首先在距離萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上構(gòu)件測(cè)試點(diǎn)一定距離的地方放置好三腳架，將光學(xué)經(jīng)緯儀水平放置在三腳架上固定好，調(diào)整三腳架三個(gè)腳的高度，使得光學(xué)經(jīng)緯儀與地面保持平行； (2)然后將待測(cè)構(gòu)件豎直放置于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試點(diǎn)上，固定光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，使得光學(xué)經(jīng)緯儀在水平面內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，觀測(cè)構(gòu)件頂部和底部的鉛垂線，確保構(gòu)件與地面保持垂直； (3)接著通過萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)給構(gòu)件施加微小的荷載，使得構(gòu)件固定不動(dòng)，然后松開光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，將光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件的右側(cè)，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，使得鏡筒中的十字交叉點(diǎn)移動(dòng)的軌跡形成一條虛擬的直線，并確保這條虛擬的直接始終位于構(gòu)件右側(cè)的外邊緣，且與構(gòu)件右側(cè)邊緣保持一定的距離； (4)再次固定光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸，使得光學(xué)經(jīng)緯儀在水平面內(nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，接著將普通鋼尺垂直構(gòu)件右側(cè)平面分別放置于構(gòu)件的頂部、中部和底部，通過在垂直面內(nèi)上下移動(dòng)光學(xué)經(jīng)緯儀的鏡筒，分別讀取鏡筒中的十字交叉點(diǎn)與構(gòu)件頂部、中部和底部的普通鋼尺相交時(shí)的讀數(shù)a1; b1； C1，根據(jù)一定的幾何關(guān)系就可以計(jì)算出構(gòu)件右側(cè)平面的一個(gè)初始整體幾何缺陷4,普 (5)最后再選取構(gòu)件右側(cè)頂部、中部和底部的不同位置，分別放置普通鋼尺以得到各組不同的讀數(shù)a2，b2，c2 ;a3，b3，c3...，然后采用步驟(4)中初始整體幾何缺陷的計(jì)算公式計(jì)算得到相對(duì)應(yīng)的各組不同的初始整體幾何缺陷S2, δ3, δ4...，取各組所得結(jié)果的最大值作為構(gòu)件右側(cè)平面最終的初始整體幾何缺陷δ =Max(51, δ2，δ3，δ4...)。
【文檔編號(hào)】G01C1/00GK103968814SQ201410178992
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】馮然, 完海鷹, 宋滿榮 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)
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