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原文传递一种应变控制式直剪试验数据优化方法及系统

专利名称：	一种应变控制式直剪试验数据优化方法及系统
摘要：	本申请公开了一种应变控制式直剪试验数据优化方法及系统，电动四联等应变直剪仪对试验样品进行试验过程中，数据采集器获取百分表位移传感器发送的试验数据；数据采集器将采集到的试验数据发送给数据处理终端一次处理后生成试验数据文件进行存储；分别建立剪切面积修正模型、剪切应力修正模型和正应力修正模型；将试验数据文件分别通过剪切面积修正模型、剪切应力修正模型和正应力修正模型处理后，获取试验样品的抗剪强度参数，抗剪强度参数包括：黏聚力和内摩擦角。建立了剪切面积、剪切应力与正应力的修正模型，通过对试验数据的二次处理，对试验中操作偏差产生的试验误差进行修正，不仅可以提高试验效率，而且提高了试验数据的准确率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东农业大学
发明人：	孙兆辉;邱秀梅;卞汉兵;王宸宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910793992.0
公开号：	CN110411861A
代理机构：	济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人：	高强
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	271018 山东省泰安市岱宗大街61号
主权项：	1.一种应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，采用电动四联等应变直剪仪，所述电动四联等应变直剪仪设置有百分表位移传感器，所述百分表位移传感器与数据采集器的信号输入端电连接，所述数据采集器的信号输出端与数据处理终端电连接，所述数据采集器用于将所述百分表位移传感器获得的数据传输给所述数据处理终端，所述方法包括：采用所述电动四联等应变直剪仪对试验样品进行试验过程中，所述数据采集器获取所述百分表位移传感器发送的试验数据；所述数据采集器将采集到的试验数据发送给数据处理终端一次处理后生成试验数据文件进行存储；分别建立剪切面积修正模型、剪切应力修正模型和正应力修正模型；将所述试验数据文件分别通过所述剪切面积修正模型、所述剪切应力修正模型和所述正应力修正模型处理后，获取所述试验样品的抗剪强度参数，所述抗剪强度参数包括：黏聚力和内摩擦角。 2.根据权利要求1所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，所述建立所述剪切面积修正模型包括：在所述试验样品在剪切过程中，当所述剪切位移为s时，计算1/4的剪切面积A/4；扇形面积：其中，三角形面积：修正剪切面积：A＝4(A扇形-A三角形)＝πr2-2r2θ0-r2sin2θ0 (5)。 3.根据权利要求2所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，所述建立所述剪切应力修正模型包括：设修正后的剪切应力值为τ，传统方法计算的剪切应力为τ’，建立如下关系： τ'＝kR (6) τA＝τ0A0 (7) 修正剪切应力：式中k为量力环的劲度系数，R为百分表示数。 4.根据权利要求3所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，所述建立所述正应力修正模型包括：求解抗剪强度参数时，普遍采用的是摩尔-库伦公式：其中，τ为剪切应力，σ为法向/正应力，为内摩擦角，C为黏聚力；应变控制式直剪过程可视为匀速运动，符合牛顿第二定律，对上部剪切试样进行受力分析：其中A0为圆的面积，xP为σ1的等效力与P点的距离，由形心计算可得：联立式(10-12)可得修正应力σ为： 5.根据权利要求4所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，所述将所述试验数据文件分别通过所述剪切面积修正模型、所述剪切应力修正模型和所述正应力修正模型处理后，获取所述试验样品的抗剪强度参数包括：定义系统自变量，包括：通过Dim语句完成直剪试验的剪切速度、试样的剪切半径、量力环的劲度系数、法向应力及参数的定义；利用MsgBox、InputBox语句完成弹窗内容设计，弹窗内容包括：请输入剪切速度v、请输入剪切半径r、请输入劲度系数k1,k2,k3,k4、请输入法向应力F1,F2,F3,F4；然后分别计算剪切位移、修正后剪切应力和计算修正后正应力，包括：依据公式(9)，其剪切应力按公式(8)计算，其正应力按公式(13)计算，采用一元线性方程(y＝kx+b)对峰值应力与正应力散点图进行拟合，得出材料的抗剪强度参数：黏聚力：C＝b (16) 内摩擦角： 6.根据权利要求5所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，还包括：选取平滑曲线绘制剪切应力剪切位移图，选取散点绘制峰值应力正应力图；通过AddChart、Name、XValues、Values、Axes等语句，依次完成图像生成、曲线命名、坐标选取，坐标轴命名。 7.根据权利要求5所述的应变控制式直剪试验数据优化方法，其特征在于，还包括：筛选峰值应力，通过Max语句完成对峰值应力的筛选，记录峰值应力及对应的剪切位移。 8.一种应变控制式直剪试验数据优化系统，其特征在于，包括：获取模块，用于采用电动四联等应变直剪仪对试验样品进行试验过程中，数据采集器获取百分表位移传感器发送的试验数据；第一处理模块，用于所述数据采集器将采集到的试验数据发送给数据处理终端一次处理后生成试验数据文件进行存储；模型建立模块，用于分别建立剪切面积修正模型、剪切应力修正模型和正应力修正模型；第二处理模块，用于将所述试验数据文件分别通过所述剪切面积修正模型、所述剪切应力修正模型和所述正应力修正模型处理后，获取所述试验样品的抗剪强度参数，所述抗剪强度参数包括：黏聚力和内摩擦角。
所属类别：	发明专利