【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于船舶工程船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，尤其涉及一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)以其優(yōu)異的比剛度、比強(qiáng)度和可設(shè)計(jì)性在航空航天、汽車、船舶、化工等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
2、復(fù)合材料舷墻一般布置于船舶甲板露天部位，除遭受太陽輻射、鹽霧、濕熱、高低溫等環(huán)境因素的影響外，還會(huì)承受風(fēng)載、甲板上浪、人員倚靠等載荷的作用，對(duì)其力學(xué)承載能力有一定的要求。目前，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的材料機(jī)械性能及環(huán)境適應(yīng)性等材料級(jí)性能的測(cè)量方法均有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范可供參考，但由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的可設(shè)計(jì)性較強(qiáng)，各種結(jié)構(gòu)型式的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，如球形、半球形、異形、立方體形等等，均可通過模具壓制成型，無法對(duì)其力學(xué)承載能力等結(jié)構(gòu)級(jí)性能的測(cè)量建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如何將舷墻力學(xué)承載能力轉(zhuǎn)化為可以量化評(píng)價(jià)的指標(biāo)亟待解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述存在的問題，提供一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)及方法，充分考慮了測(cè)量對(duì)象的結(jié)構(gòu)型式及載荷特征，并通過工程實(shí)踐證明力學(xué)承載能力測(cè)量結(jié)果真實(shí)可信。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括試驗(yàn)工裝、待測(cè)舷墻及力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述的試驗(yàn)工裝包括舷墻固定支架，所述的待測(cè)舷墻一側(cè)固定于所述的舷墻固定支架的側(cè)面上部，待測(cè)舷墻上設(shè)有加載物，所述的力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)量待測(cè)舷墻的應(yīng)力值和位移量。
3、按
4、按上述方案，所述的舷墻固定支架為三角形框架結(jié)構(gòu)，與所述的待測(cè)舷墻相連接的接觸面上設(shè)有連接底座。
5、按上述方案，所述的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括應(yīng)變儀和應(yīng)變片，所述的應(yīng)變片貼附于所述的待測(cè)舷墻表面，應(yīng)變片通過數(shù)據(jù)傳輸線與所述的應(yīng)變儀電連接。
6、按上述方案，所述的位移測(cè)量系統(tǒng)為刻度尺或位移計(jì)，測(cè)量待測(cè)舷墻加載前及加載后的同一測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于地面的高度值。
7、按上述方案，所述的輔助支架為頂部及內(nèi)側(cè)開口設(shè)置的矩形框架體結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)開口朝向所述的待測(cè)舷墻形成圍攏結(jié)構(gòu)。
8、按上述方案，所述的待測(cè)舷墻的頂面與所述的加載物之間鋪設(shè)一層硬質(zhì)橡膠板。
9、按上述方案，所述的加載物為沙袋。
10、一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：
11、步驟a，使用螺栓將待測(cè)舷墻固定在試驗(yàn)工裝上，使待測(cè)舷墻的面板保持水平；將應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與待測(cè)舷墻進(jìn)行連接，應(yīng)力測(cè)點(diǎn)分布在應(yīng)力水平大或者重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域，再根據(jù)精度需要及測(cè)量條件選取位移測(cè)量系統(tǒng)；
12、步驟b，在待測(cè)舷墻上選定位移測(cè)量參照點(diǎn)，通過位移測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量加載前位移測(cè)量參照點(diǎn)的垂直高度值h0，在待測(cè)舷墻上堆放加載物，再測(cè)量此時(shí)位移測(cè)量參照點(diǎn)的垂直高度值h1，應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集應(yīng)力測(cè)點(diǎn)在加載過程中的應(yīng)變值，分析待測(cè)舷墻的應(yīng)力情況；
13、步驟c，移除沙袋，待測(cè)舷墻卸載，測(cè)量此時(shí)位移測(cè)量參照點(diǎn)的垂直高度值h2，確定待測(cè)舷墻力學(xué)性能的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，通過位移變化值獲取舷墻加載后的最大變形值以及卸載后的變形恢復(fù)情況，評(píng)估待測(cè)舷墻力學(xué)承載能力是否滿足技術(shù)要求。
14、按上述方案，所述的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為待測(cè)舷墻的變形量δh不超過舷墻跨長的1/70，卸載后塑性變形值δh′不超過1mm；所述的變形量δh及塑性變形值δh′的計(jì)算公式分別如下：
15、δh＝|h1-h0|
16、δh′＝|h2-h0|。
17、本專利技術(shù)的有益效果是：1、提供一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)及方法，制作試驗(yàn)工裝模擬實(shí)際約束條件及荷載要求，通過測(cè)量加載后舷墻的點(diǎn)位移、應(yīng)變值及變形情況，有效解決了評(píng)估舷墻結(jié)構(gòu)在均布載荷作用下力學(xué)承載能力的問題，可作為考核驗(yàn)證其強(qiáng)度、剛度情況的可靠手段；
18、2、使用該測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法可模擬實(shí)際裝載環(huán)境，將復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載能力轉(zhuǎn)化為易于測(cè)量的點(diǎn)位移、應(yīng)變值等，能夠簡單直觀的評(píng)估其力學(xué)性能。
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1.一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括試驗(yàn)工裝、待測(cè)舷墻及力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述的試驗(yàn)工裝包括舷墻固定支架，所述的待測(cè)舷墻一側(cè)固定于所述的舷墻固定支架的側(cè)面上部，待測(cè)舷墻上設(shè)有加載物，所述的力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)量待測(cè)舷墻的應(yīng)力值和位移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的試驗(yàn)工裝還包括輔助支架，所述的輔助支架底部與所述的舷墻固定支架的一側(cè)底部延伸段相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的舷墻固定支架為三角形框架結(jié)構(gòu)，與所述的待測(cè)舷墻相連接的接觸面上設(shè)有連接底座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括應(yīng)變儀和應(yīng)變片，所述的應(yīng)變片貼附于所述的待測(cè)舷墻表面，應(yīng)變片通過數(shù)據(jù)傳輸線與所述的應(yīng)變儀電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的位移測(cè)量系統(tǒng)為刻度尺或位移計(jì)，測(cè)量待測(cè)
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的輔助支架為頂部及內(nèi)側(cè)開口設(shè)置的矩形框架體結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)開口朝向所述的待測(cè)舷墻形成圍攏結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的待測(cè)舷墻的頂面與所述的加載物之間鋪設(shè)一層硬質(zhì)橡膠板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的加載物為沙袋。
9.采用上述權(quán)利要求5所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量方法，其特征在于，所述的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為待測(cè)舷墻的變形量Δh不超過舷墻跨長的1/70，卸載后塑性變形值Δh′不超過1mm；所述的變形量Δh及塑性變形值Δh′的計(jì)算公式分別如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括試驗(yàn)工裝、待測(cè)舷墻及力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)，所述的試驗(yàn)工裝包括舷墻固定支架，所述的待測(cè)舷墻一側(cè)固定于所述的舷墻固定支架的側(cè)面上部，待測(cè)舷墻上設(shè)有加載物，所述的力學(xué)性能測(cè)量機(jī)構(gòu)包括應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和位移測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)量待測(cè)舷墻的應(yīng)力值和位移量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的試驗(yàn)工裝還包括輔助支架，所述的輔助支架底部與所述的舷墻固定支架的一側(cè)底部延伸段相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的舷墻固定支架為三角形框架結(jié)構(gòu)，與所述的待測(cè)舷墻相連接的接觸面上設(shè)有連接底座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括應(yīng)變儀和應(yīng)變片，所述的應(yīng)變片貼附于所述的待測(cè)舷墻表面，應(yīng)變片通過數(shù)據(jù)傳輸線與所述的應(yīng)變儀電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合材料舷墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)承載...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣敬昊，閆小順，羅白璐，趙新豪，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國艦船研究設(shè)計(jì)中心，
類型：發(fā)明
國別省市：
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