[发明专利]一种大曲率半径测量专用装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种大曲率半径测量专用装置及测量方法，它是在一个弹性U型支架的底部安装上手柄，在U型支架两端头之间固定上高弹性钢片；在U型支架两端头上分别安装上滚轮；在高弹性钢片的正反两面中心部位各黏贴一应变片；在手柄上设有无线应变采集器，两应变片通过导线与无线应变采集器组成半桥测量电路；要求高弹性钢片受力后能自由弯曲而不发生塑性变形。本发明在自由弯曲而不发生塑性变形的弹性钢片两面分别贴上应变片，这样正反两面的应变片与应变采集器组成半桥测量电路，从而消除了拉伸应变，只测得弯曲应变，通过弯曲应变推导出曲面的曲率进，解决了本领域的技术难题。

主权项

1.一种大曲率半径测量方法，其特征在于，该测量方法所用的专用装置结构是，在一个弹性U型支架的底部安装上手柄，在U型支架两端头之间固定上高弹性钢片，U型支架对高弹性钢片提供拉力，以保证高弹性钢片处于拉直状态；在U型支架两端头上分别安装上滚轮，以实现在结构物表面进行不间断实时测量；在高弹性钢片的正反两面中心部位各黏贴一应变片，滚轮在弧面结构物表面自由移动时，保证高弹性钢片贴有应变片区域内底面与弧面结构物表面完全接触；在手柄上设有无线应变采集器，两应变片通过导线与无线应变采集器组成半桥测量电路；要求高弹性钢片受力后能自由弯曲而不发生塑性变形,且高弹性钢片厚度为0.1‑0.2mm；测量方法如下：第一：测量时，手持装置让滚轮处在被测结构曲面表面上，移动滚轮至测量位置或沿着既定路线进行实时测量时，使钢片紧贴被测弧面结构物，至少保证贴有应变片的高弹性钢片部位与弧面结构物的曲面贴紧弯曲，产生弯曲应变；第二：当高弹性钢片压在曲面上，钢片发生弯曲时，它同时受弯曲和拉伸作用，产生弯曲与拉伸应变；由于在高弹性钢片正反两面中心部位各贴有应变片，钢片的应变传递到应变片上，两应变片电阻发生变化，该变化由弯曲及拉伸应变共同引起，通过半桥测量电路，消除拉伸应变，保留弯曲应变，则无线应变采集器采集到的的应变数据即为两倍的弯曲应变，也就是说：弹性钢片的弯曲应变如下：=   （1）第三：由于高弹性钢片受力后能自由弯曲而不发生塑性变形，其中性层所弯成的圆弧的曲率半径与其表面弯曲应变之间具有以下关系   （2）根据公式（1）和（2）得出：；第四：由于应变片紧贴曲面，且高弹性钢片有厚度，则被测结构曲面曲率半径：   （3）根据公式（2）和（3）得出与被测结构曲面曲率半径R的关系为：   （4）式中，h为高弹性钢片厚度；当高弹性钢片表面涂有绝热耐磨层时，与被测结构曲面曲率半径R的关系为：   （5）式中，C为绝热耐磨层厚度。