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原文传递单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法

专利名称：	单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法
摘要：	一种单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，包括如下步骤：1)确定单台多尺寸抗剪强度试验机的荷载范围和精度等级；2)荷载等精度分级条件的判定；3)配置不同荷载量程的加载单元体；4)建立多尺寸试样和加载单元体群的荷载匹配关系；5)基于试样尺寸及荷载规律的加载单元体布局；6)建立加载单元体的荷载等精度分级数；7)获得荷载等精度最优分级数。本发明给出一种荷载等精度分级寻优策略，在单台试验机中有效满足连续尺寸试样在超大荷载范围测试时的等精度加载，具有操作方便、实用性强的特点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	宁波大学
发明人：	杜时贵;吕原君;罗战友;李浩;冯慧坤;黄曼;刘广建;雍睿;王昌硕
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-31T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-18T00:00:00+0800
申请号：	CN202111669240.7
公开号：	CN114199675A
代理机构：	杭州斯可睿专利事务所有限公司
代理人：	王利强
分类号：	G01N3/02;G01N3/24;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/02;G01N3/24
申请人地址：	315211 浙江省宁波市江北区风华路818号
主权项：	1.一种单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述分级测试方法包括如下步骤： 1)确定单台多尺寸抗剪强度试验机的荷载范围和精度等级：按照大型结构面的稳定阈值确定所需研究的试样尺寸范围及试样数量n，每个试样结构面的截面面积从小到大排列为根据实际工况确定每种尺寸试样的应力范围及具体应力值数量m，应力值由小到大排列为P＝[σ1，σ2，σ3，…，σm]，则单台多尺寸抗剪强度试验机需要加载的荷载值为由此确定试验机的荷载范围为[Fmin，Fmax]，其中Fmin为最小测试荷载值，Fmax为最大测试荷载值；确定试验机的精度等级并保障所有试样需要达到相同的测试示值精度，即等精度加载； 2)荷载等精度分级条件的判定：根据现有加载机构的测试范围和测试精度，判断是否满足所需的荷载测试范围及精度要求，若满足要求，判定分级数为1，不需要再分级，若不满足要求，需要开展荷载等精度分级，分级数最多为测试试样的个数n，最少为2； 3)配置不同荷载量程的加载单元体：配置能符合最小测试荷载值Fmin测试精度的加载单元体，满足精度要求且不同荷载量程的加载单元体配置方案为k个，各加载单元体定义为J＝[J1，J2，J3，…，Jk]，不同配置类型的加载单元体有特定荷载量程范围，定义某一种加载单元体的荷载量程为[Fjmin，Fjmax]，其中，Fjmin为最小荷载量程，Fjmax为最大荷载量程，其中，最小荷载量程Fjmin≤Fmin，以达到试验机的最大荷载值Fmax为要求，通过加载单元体的最大荷载量程Fjmax累加方法确定所需加载单元体的总数至少为P个，形成加载单元体群，其中，PFjmax≥Fmax； 4)建立多尺寸试样和加载单元体群的荷载匹配关系：结合应力范围，每一种尺寸试样有特定的荷载测试范围，定义为FS＝[FSmin，FSmax]，其中，最小测试荷载值为FSmin，最大测试荷载值为FSmax，针对某一种配置的加载单元体荷载量程Fj＝[Fjmin，Fjmax]，建立每一种尺寸试样匹配的加载单元体数量，满足[FSmin，FSmax]∈[xFjmin，xFjmax]，其中，x为某一种尺寸试样对应的加载单元体数量，它也可能是某一数量范围；由于每一种加载单元体的荷载量程不同，任何一种尺寸试样对应的加载单元体数量可能不同； 5)基于试样尺寸及荷载规律的加载单元体布局：针对每一种试样加载面的形状及尺寸，结合加载单元体中作动器加载装置或电机加载装置的尺寸规格，以满足法向荷载均布加载和加载区域位于试样加载面内为要求，获得任意一种试样尺寸所对应的最佳加载单元体布局形式，获得任意一种试样尺寸与加载单元体的最佳数量匹配关系表，同时去除不符合试验要求的加载单元体类型； 6)建立加载单元体的荷载等精度分级数：针对满足布局要求的加载单元体，通过数量匹配关系表获取相同加载单元体数量所对应某一尺寸的试样或某一尺寸范围的试样组，即针对某一种加载单元体Ji，满足yJi→Sy或yJi→[Sy1，Sy2]，其中，y为最佳数量匹配关系表中获得的某一加载单元体数量值，Sy为某一尺寸试样，Sy1，Sy2分别为某一连续尺寸试样的最小尺寸试样和最大尺寸试样；这种由某一数量y组成的加载单元体协同加载满足某一等精度荷载范围构成一个分级，由最佳数量匹配关系表获取的y数值总数构成了荷载等精度分级总数； 7)获得荷载等精度最优分级数：不同荷载量程的加载单元体所获得的荷载等精度分级数一般是不同的，建立以荷载等效性验证为第一原则、以最少加载单元体数量为第二原则、以最少分级数为第三原则，获得满足荷载等精度分级要求的最优分级数。 2.如权利要求1所述的单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述加载单元体为液压加载机构或电机加载机构，液压加载机构由作动器、控制阀、测力传感器、控制器组成，电机加载机构由控制电机、减速器、升降机和测力传感器组成。 3.如权利要求2所述的单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述的加载单元体在设定常规液压压力或标准电源下获得最大及最小荷载值，形成加载单元体特有的荷载量程[Fjmin，Fjmax]。 4.如权利要求1～3之一所述的单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述步骤5)中，法向荷载均布加载根据试样加载面的形状及尺寸变化，调整加载单元体群的布局形式，使得加载面受力均匀，多尺寸正方形试样加载面采用沿试样中心点扩散的棋盘型结构布局形式，多尺寸长方形试样加载面采用m行n列的点阵式布局形式，多尺寸圆形试样加载面采用沿试样中心点扩散的圆形布局形式。 5.如权利要求1～3之一所述的单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述步骤7)中，荷载等效性验证原则为；针对某一种荷载量程的加载单元体，在某一分级中能找出一种尺寸试样，它的荷载范围包含在在相邻下一级的荷载范围内，即它不仅能在它所在分级的加载单元体群进行测试，也可以在相邻分级的加载单元体群进行测试，从而起到两个分级的荷载等效性验证。 6.如权利要求1～3之一所述的单台多尺寸抗剪强度等精度分级测试方法，其特征在于，所述步骤7)中，最少加载单元体数量原则为：加载单元体数量越少越有利于控制的便捷性及稳定性，降低加载单元体购置成本，利于加载单元体在试验机种的拆装。
所属类别：	发明专利