(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210995645.8 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 广东省公路 建设有限公司湾区特 大 桥养护技 术中心 地址 510000 广东省广州市越秀区寺右新 马路111-115号五羊新城广场728房 申请人 中交公路规划设计院有限公司 　 哈尔滨工业大 学 (72)发明人 周旭东　李彦兵　李毅　于奇　 何少阳　周文松　李鹏　李卫　 谢云　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 张月航(51)Int.Cl. G01L 5/00(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 索夹螺杆轴力的应 变反演方法 (57)摘要 索夹螺杆轴力的应变反演方法， 涉及结构监 测和无损检测技术领域。 本发明是为了解决现有 螺杆轴力的测量方法中， 无法直接对其轴力进行 直接的连续测量的问题。 本发明所述的索夹螺杆 轴力的应变 反演方法， 将应变传感器粘贴于索夹 表面， 当螺杆轴力损失时， 应变传感器会获取索 夹表面的应变变化， 通过索夹应变与螺杆轴力损 失的转化关系， 则能够获得 发生轴力损失的螺杆 位置以及轴力损失的大小。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115326263 A 2022.11.11 CN 115326263 A 1.索夹螺杆轴力的应 变反演方法， 其特 征在于， 所述应 变反演方法为： 在索夹上设置N个应变检测点， 所述N个应变检测点分别与索夹上设置的螺杆一一对 应， N为正整数； 在线弹性范围内， 应变检测点测得的应变变化量与应变检测点对应螺杆的轴力 变化量 之间的关系为： Δ ε＝aΔF， ΔF＝a‑1Δ ε， 其中， Δε为应变检测点测得的应变变化量矩阵、 且矩阵维度为N ×1， ΔF为应变检测点 对应螺杆的轴力变化量矩阵、 且矩阵维度为N ×1， a为轴力变化量对应变的影响系数矩阵、 且矩阵维度为 N×N； 将应变检测点对应螺杆的轴力变化量矩阵ΔF作为理想轴力损 失矩阵， 利用螺杆轴力 相互影响系数矩阵β 对理想轴力损失进行修正， 获得实际轴力损失ΔFs矩阵， 用于索夹螺杆 轴力的应 变反演， 所述实际轴力损失ΔFs表达式为： ΔFs＝β ΔF。 2.根据权利要求1所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， 采用有限元模拟 方法获得轴力变化 量对应变的影响系数矩阵a和螺杆轴力相互影响系数矩阵β 。 3.根据权利 要求2所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， 采用ABAQUS软件 建立局部空间有限元模型。 4.索夹螺杆轴力的应 变反演方法， 其特 征在于， 所述应 变反演方法为： 在索夹上设置N个应变检测点， 每个应变检测点对应一个检测组， 每个检测组包括M根 设置在索夹上的螺杆， N 为正整数， M为大于等于2的正整数； 在线弹性范围内， 应变检测点测得的应变变化量与应变检测点对应检测组内一根螺杆 的轴力变化 量之间的关系为： Δ ε＝bΔF， 其中， Δε为应变检测点测得的应变变化量矩阵、 且矩阵维度为N ×1， ΔF为螺杆轴力变 化量矩阵、 且矩阵维度为NM ×1， b为单根螺杆轴力变化量对应变的影响系数矩阵、 且矩阵维 度为N×NM； 利用单根螺杆轴力变化量计算应变检测点测得的应变变化量与对应检测组中轴力综 合变化量之间的关系： Δ ε＝cΔFe， 其中， ΔFe为应变检测点对应检测组中轴力综合变化量矩阵、 且矩阵维度为N ×1， 所述 轴力综合变化量为一个检测组中M根螺杆轴力变化量之和， c为M根螺杆轴力变化量对应变 的综合影响系数矩阵、 且矩阵维度为 N×N； 将应变检测点对应检测组中轴力综合变化量矩阵ΔFe作为理想轴力损失矩阵， 利用螺 杆轴力相互影响系数矩阵γ对理想轴力损失进行修正， 获得实际轴力损失矩阵ΔFs， 用于 索夹螺杆轴力的应 变反演， 所述实际轴力损失矩阵ΔFs表达式为： ΔFs＝γΔFe，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115326263 A 2其中， 螺杆轴力相互影响系数矩阵γ的维度为 N×N。 5.根据权利要求4所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， 采用有限元模拟 方法获得 单根螺杆轴力变化 量对应变的影响系数矩阵b和螺杆轴力相互影响系数矩阵γ。 6.根据权利 要求5所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， 采用ABAQUS软件 建立局部空间有限元模型。 7.根据权利要求4或5所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， M根螺杆轴力 变化量对应变的综合影响系数矩阵c中元 素ci,j的表达式为： 其中， i＝1,2,...,N， j＝1,2,...,N， bi,k为第k根螺杆轴力变化量对第i个应变检测点 中应变的影响系数。 8.根据权利要求4或5所述的索夹螺杆轴力的应变反演方法， 其特征在于， 螺杆轴力相 互影响系数矩阵γ中元 素γi,j的表达式为： 其中， i＝1,2,...,N， j＝1,2,...,N， βk,l为第k根螺杆轴力变化量对l根螺杆轴力变化 量的影响系数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115326263 A 3