本發(fā)明涉及輸電鐵塔檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，輸電鐵塔遭受臺(tái)風(fēng)影響的問(wèn)題受到大家的關(guān)注，沿海地區(qū)因臺(tái)風(fēng)造成的倒塔事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此開展輸電鐵塔抗風(fēng)設(shè)計(jì)研究和風(fēng)災(zāi)防御措施研究，提高輸電鐵塔在強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害天氣下的安全性、減少輸電鐵塔倒塌事故的出現(xiàn)，保障電力供給的可靠性迫在眉睫。

目前在建筑、結(jié)構(gòu)和橋梁等實(shí)際工程應(yīng)用中通常利用風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)M風(fēng)流場(chǎng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的風(fēng)洞模型進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究。由于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室尺寸的限制，試驗(yàn)中對(duì)應(yīng)的實(shí)物結(jié)構(gòu)采用縮比例模型，即縮比彈性風(fēng)洞模型，并采用精密天平對(duì)其進(jìn)行風(fēng)力測(cè)量，利用精密天平左右兩邊不平衡差值來(lái)確定模型受到的扭轉(zhuǎn)力。

但是，精密天平的量程和容量有限，對(duì)于體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜結(jié)構(gòu)采用的分段全尺寸模型，無(wú)法采用精密天平進(jìn)行風(fēng)力測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的輸電鐵塔風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娘L(fēng)力測(cè)量方法對(duì)體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜輸電鐵塔模型無(wú)法進(jìn)行風(fēng)力測(cè)量的問(wèn)題，提供一種輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備及其測(cè)量方法。

一種輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備，包括：測(cè)量筒、應(yīng)變片和應(yīng)變分析儀；

測(cè)量時(shí)測(cè)量筒縱向設(shè)置，測(cè)量筒的一端用于放置輸電鐵塔模型；

應(yīng)變片粘貼在測(cè)量筒的筒壁上，并與應(yīng)變分析儀連接；

應(yīng)變片用于有風(fēng)力時(shí)和無(wú)風(fēng)力時(shí)，在放置輸電鐵塔模型條件下測(cè)量測(cè)量筒的應(yīng)變，應(yīng)變分析儀用于采集應(yīng)變片的應(yīng)變量數(shù)據(jù)。

根據(jù)上述輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備，其包括用于放置輸電鐵塔模型的測(cè)量筒、粘貼在測(cè)量筒筒壁上的應(yīng)變片和與應(yīng)變片連接的應(yīng)變分析儀；在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，測(cè)量筒縱向放置，使測(cè)量筒的一端朝上，將輸電鐵塔模型放置在該端上，保持水平，沒有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε0；當(dāng)有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)變值ε1。而前后的應(yīng)變值差(δε＝ε1-ε0)是由受到的風(fēng)力作用帶來(lái)的，應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的應(yīng)變值數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得模型受到的風(fēng)力的大小，而且根據(jù)應(yīng)變值差的變化情況還可以獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的分布情況。此方案主要是通過(guò)測(cè)量筒上的應(yīng)變片來(lái)測(cè)量輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力，測(cè)量筒可以根據(jù)輸電鐵塔模型的具體形狀設(shè)計(jì)大小，適用于體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，而且測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

一種基于上述輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法，包括以下步驟：

將輸電鐵塔模型放置在測(cè)量筒的一端上；

通過(guò)應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的第一應(yīng)變值；

對(duì)輸電鐵塔模型施加風(fēng)力，通過(guò)應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的第二應(yīng)變值；

獲取第一應(yīng)變值和第二應(yīng)變值的應(yīng)變量差值，根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取應(yīng)變量差值對(duì)應(yīng)的測(cè)量應(yīng)力值；

根據(jù)測(cè)量應(yīng)力值計(jì)算輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力值。

根據(jù)上述基于輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法，其是測(cè)量筒縱向放置，使測(cè)量筒的一端朝上，將輸電鐵塔模型放置在該端上，保持水平，沒有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε0；當(dāng)有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)變值ε1，而前后的應(yīng)變值差(δε＝ε1-ε0)是由受到的風(fēng)力作用帶來(lái)的，應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的應(yīng)變值數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得模型受到的風(fēng)力的大小，而且根據(jù)應(yīng)變值差的變化情況還可以獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的分布情況。此方案主要是通過(guò)測(cè)量筒上的應(yīng)變片來(lái)測(cè)量輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力，測(cè)量筒可以根據(jù)輸電鐵塔模型的具體形狀設(shè)計(jì)大小，適用于體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，而且測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為其中一個(gè)實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法的流程示意圖；

圖8為其中一個(gè)具體實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為其中一個(gè)具體實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備風(fēng)力計(jì)算示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

參見圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施例中的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備，包括測(cè)量筒100、應(yīng)變片200和應(yīng)變分析儀300；

測(cè)量時(shí)測(cè)量筒100縱向設(shè)置，測(cè)量筒100的一端用于放置輸電鐵塔模型；

應(yīng)變片200粘貼在測(cè)量筒100的筒壁上，并與應(yīng)變分析儀300連接；

應(yīng)變片200用于有風(fēng)力時(shí)和無(wú)風(fēng)力時(shí)，在放置輸電鐵塔模型條件下測(cè)量測(cè)量筒的應(yīng)變，應(yīng)變分析儀300用于采集應(yīng)變片的應(yīng)變量數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施例中，輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備包括用于放置輸電鐵塔模型的測(cè)量筒、粘貼在測(cè)量筒筒壁上的應(yīng)變片和與應(yīng)變片連接的應(yīng)變分析儀；在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，測(cè)量筒縱向放置，使測(cè)量筒的一端朝上，將輸電鐵塔模型放置在該端上，保持水平，沒有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε0；當(dāng)有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)變值ε1。而前后的應(yīng)變值差(δε＝ε1-ε0)是由受到的風(fēng)力作用帶來(lái)的，應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的應(yīng)變值數(shù)據(jù)，根據(jù)模型受力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得模型受到的風(fēng)力的大小，而且根據(jù)差值的變化情況還可以獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的分布情況。此方案主要是通過(guò)測(cè)量筒上的應(yīng)變片來(lái)測(cè)量輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力，測(cè)量筒可以根據(jù)輸電鐵塔模型的具體形狀設(shè)計(jì)大小，適用于體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，而且測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，應(yīng)變片200包括橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220；

縱向應(yīng)變片210與測(cè)量筒100的軸線平行，橫向應(yīng)變片220與測(cè)量筒100的軸線垂直。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變片200包括橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220，可以分別測(cè)量測(cè)量筒100橫向和縱向的應(yīng)變，不僅可以測(cè)試輸電鐵塔模型受到的不同方向的風(fēng)力，而且分別通過(guò)橫向應(yīng)變和縱向應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量可以使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220連接，形成雙軸90度應(yīng)變片。

在本實(shí)施例中，橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220形成雙軸90度應(yīng)變片，可以在測(cè)量筒100筒壁的同一位置對(duì)其進(jìn)行應(yīng)變的測(cè)量，集中體現(xiàn)應(yīng)力的變化，進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖4所示，應(yīng)變片200還包括應(yīng)變基底230；

應(yīng)變基底230直接粘貼在測(cè)量筒100的筒壁上，橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220均設(shè)置在應(yīng)變基底230上；

橫向應(yīng)變片210、縱向應(yīng)變片220和應(yīng)變基底230的應(yīng)變性質(zhì)相同。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變基底230與橫向應(yīng)變片210、縱向應(yīng)變片220的應(yīng)變性質(zhì)相同，在相同應(yīng)力下的應(yīng)變量相同，應(yīng)變基底230直接粘貼在測(cè)量筒100的筒壁上，橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220均設(shè)置在應(yīng)變基底230上，并不會(huì)影響橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220的測(cè)試性能，而且應(yīng)變基底230與測(cè)量筒100的筒壁的接觸面積比橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220的大，通過(guò)應(yīng)變基底230將橫向應(yīng)變片210和縱向應(yīng)變片220設(shè)置在測(cè)量筒100的筒壁上，穩(wěn)定性更好。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)變片200為多個(gè)，均勻分布在測(cè)量筒100的筒壁上。

在本實(shí)施例中，可以設(shè)置多個(gè)應(yīng)變片，而且均勻分布在測(cè)量筒的筒壁上，從而可以比較全面地測(cè)量測(cè)量筒100的應(yīng)變，避免只測(cè)量測(cè)量筒100的局部應(yīng)變影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，應(yīng)變片200為四個(gè)，四個(gè)應(yīng)變片200與測(cè)量筒100的一端底面的距離相同，且相鄰兩個(gè)應(yīng)變片200與測(cè)量筒100的軸線的垂線形成的夾角均為90度。

在本實(shí)施例中，相鄰兩個(gè)應(yīng)變片200與測(cè)量筒100的軸線的垂線形成的夾角均為90度，只需四個(gè)應(yīng)變片200就足以全面地測(cè)量測(cè)量筒100一周的應(yīng)變量，而且應(yīng)變片的數(shù)量也不會(huì)過(guò)多，在降低測(cè)量成本的同時(shí)也避免增加計(jì)算風(fēng)力過(guò)程的復(fù)雜性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)變片200粘貼在測(cè)量筒100的內(nèi)筒壁。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變片200粘貼在測(cè)量筒100的內(nèi)筒壁上，可以消除測(cè)量時(shí)風(fēng)力對(duì)應(yīng)變片本身的影響，進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量筒100為圓筒。

在本實(shí)施例中，圓筒狀的測(cè)量筒有利于采集各個(gè)方向的受力，從而有利于輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量筒100為工字型圓筒。

在本實(shí)施例中，工字型圓筒狀的測(cè)量筒有利于采集各個(gè)方向的受力，從而有利于輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，而且工字型圓筒的底部面積大于一般的圓筒底部面積，便于放置體積較大的輸電鐵塔模型。

可選的，測(cè)量筒100的材料為不銹鋼，不銹鋼的應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系較為穩(wěn)定。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備還包括數(shù)據(jù)處理終端400，數(shù)據(jù)處理終端400與應(yīng)變分析儀300連接。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變分析儀300與數(shù)據(jù)處理終端400連接，將應(yīng)變分析儀采集的應(yīng)變片的應(yīng)變數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理終端400，數(shù)據(jù)處理終端400根據(jù)應(yīng)變片300的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由應(yīng)變片的應(yīng)變數(shù)據(jù)處理得到應(yīng)力的大小，進(jìn)而得到輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力大小。

根據(jù)上述輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備，本發(fā)明還提供一種基于輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法，以下就本發(fā)明的基于輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

參見圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法的流程示意圖。該實(shí)施例中的輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟s101：將輸電鐵塔模型放置在測(cè)量筒100的一端上；

步驟s102：通過(guò)應(yīng)變分析儀300采集應(yīng)變片200的第一應(yīng)變值；

在本步驟中，應(yīng)變片300粘貼測(cè)量筒100的筒壁上，并與應(yīng)變分析儀200連接；

步驟s103：對(duì)輸電鐵塔模型施加風(fēng)力，通過(guò)應(yīng)變分析儀300采集應(yīng)變片200的第二應(yīng)變值；

在本步驟中，在測(cè)量筒100和輸電鐵塔模型上方施加風(fēng)力，如此可以使測(cè)量筒產(chǎn)生有效的應(yīng)變；

步驟s104：獲取第一應(yīng)變值和第二應(yīng)變值的應(yīng)變量差值，根據(jù)應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取應(yīng)變量差值對(duì)應(yīng)的測(cè)量應(yīng)力值；

步驟s105：根據(jù)測(cè)量應(yīng)力值計(jì)算輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力值。

在本實(shí)施例中，測(cè)量筒縱向放置，使測(cè)量筒的一端朝上，將輸電鐵塔模型放置在該端上，保持水平，沒有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε0；當(dāng)有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的測(cè)試應(yīng)變值ε1，而前后的應(yīng)變值差(δε＝ε1-ε0)是由受到的風(fēng)力作用帶來(lái)的，應(yīng)變分析儀采集應(yīng)變片的應(yīng)變值數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得模型受到的風(fēng)力的大小，而且根據(jù)應(yīng)變值差的變化情況還可以獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的分布情況。此方案主要是通過(guò)測(cè)量筒上的應(yīng)變片來(lái)測(cè)量輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力，測(cè)量筒可以根據(jù)輸電鐵塔模型的具體形狀設(shè)計(jì)大小，適用于體積大、質(zhì)量重的復(fù)雜輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，而且測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，將輸電鐵塔模型放置在測(cè)量筒100的一端上的步驟之前還包括以下步驟：

在測(cè)量筒100上施加不同預(yù)設(shè)大小的力，通過(guò)應(yīng)變分析儀300采集對(duì)應(yīng)的應(yīng)變片200的試驗(yàn)應(yīng)變值，根據(jù)各預(yù)設(shè)大小的力和對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)應(yīng)變值獲得應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過(guò)對(duì)測(cè)量筒100施加不同大小的力來(lái)測(cè)量獲取，由于應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變不一定呈現(xiàn)線性關(guān)系，可以在施加不同預(yù)設(shè)大小的力的條件下測(cè)量獲取對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)應(yīng)變值，準(zhǔn)確獲知應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而保證計(jì)算風(fēng)力值的準(zhǔn)確性。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)各預(yù)設(shè)大小的力和對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)應(yīng)變值獲得應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟包括以下步驟：

計(jì)算各預(yù)設(shè)大小的力與對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)應(yīng)變值的比值，得到應(yīng)變片200對(duì)應(yīng)不同試驗(yàn)應(yīng)變值的應(yīng)變系數(shù)。

在本實(shí)施例中，計(jì)算預(yù)設(shè)大小的力與對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)應(yīng)變值的比值，得到應(yīng)變片200對(duì)應(yīng)不同試驗(yàn)應(yīng)變值的應(yīng)變系數(shù)；在對(duì)輸電鐵塔模型進(jìn)行風(fēng)力測(cè)量時(shí)，根據(jù)獲取的應(yīng)變量差值可以確定對(duì)應(yīng)的應(yīng)變系數(shù)，兩者的乘積即為測(cè)量應(yīng)力值。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，在較小范圍內(nèi)的不同的應(yīng)變量對(duì)應(yīng)的應(yīng)變系數(shù)相同，在確定測(cè)量應(yīng)力值時(shí)只需要應(yīng)變系數(shù)即可，不需要記錄所有不同的應(yīng)力值，從而簡(jiǎn)化獲取測(cè)量應(yīng)力值的過(guò)程。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在測(cè)量筒100上施加不同預(yù)設(shè)大小的力的步驟包括以下步驟：

在測(cè)量筒100上依次施加按從小到大順序的不同預(yù)設(shè)大小的力，再依次施加按從大到小順序的不同預(yù)設(shè)大小的力；

得到應(yīng)變片200對(duì)應(yīng)不同試驗(yàn)應(yīng)變值的應(yīng)變系數(shù)的步驟包括以下步驟：

計(jì)算同一試驗(yàn)應(yīng)變值對(duì)應(yīng)的各個(gè)比值的平均值作為應(yīng)變片200對(duì)應(yīng)該試驗(yàn)應(yīng)變值的應(yīng)變系數(shù)。

在本實(shí)施例中，按照從小到大的順序和從大到小的順序先后對(duì)輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，可以減少應(yīng)變片在測(cè)量過(guò)程因施加的力變化過(guò)大所帶來(lái)的應(yīng)變勞損，從而降低測(cè)量的誤差，而且相同的力測(cè)試多次，可以取各個(gè)比值的平均值作為對(duì)應(yīng)該試驗(yàn)應(yīng)變值的應(yīng)變系數(shù)，進(jìn)一步降低測(cè)量誤差。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)液壓設(shè)備對(duì)測(cè)量筒100上施加不同預(yù)設(shè)大小的力。

在本實(shí)施例中，利用液壓設(shè)備對(duì)測(cè)量筒100施加不同的力，液壓設(shè)備施加的力分布均勻，由此得到的應(yīng)變系數(shù)的準(zhǔn)確度較高。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量應(yīng)力值包括橫向應(yīng)力值和縱向應(yīng)力值；

根據(jù)測(cè)量應(yīng)力值計(jì)算輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力值的步驟包括以下步驟：

根據(jù)橫向應(yīng)力值和縱向應(yīng)力值的矢量和得到輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力值。

在本實(shí)施例中，輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力方向可以是任意的，但不論方向如何，在應(yīng)變片的作用時(shí)可以分解為橫向應(yīng)力和縱向應(yīng)力，利用物理幾何的矢量和計(jì)算方法，可以計(jì)算出橫向應(yīng)力和縱向應(yīng)力的合力，從而得到輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)力測(cè)量設(shè)備還包括與應(yīng)變分析儀300連接的數(shù)據(jù)處理終端400；

通過(guò)數(shù)據(jù)處理終端400獲取第一應(yīng)變值和第二應(yīng)變值的應(yīng)變量差值，根據(jù)應(yīng)變片200的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取應(yīng)變量差值對(duì)應(yīng)的測(cè)量應(yīng)力值，根據(jù)測(cè)量應(yīng)力值計(jì)算輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力值，并將風(fēng)力值顯示在數(shù)據(jù)處理終端400的顯示屏上。

在本實(shí)施例中，應(yīng)變分析儀300與數(shù)據(jù)處理終端400連接，將應(yīng)變分析儀采集的應(yīng)變片的應(yīng)變數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理終端400，數(shù)據(jù)處理終端400根據(jù)應(yīng)變片300的應(yīng)力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由應(yīng)變片的應(yīng)變數(shù)據(jù)處理得到應(yīng)力的大小，進(jìn)而得到輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力大小，并可以在數(shù)據(jù)處理終端400的顯示屏上直接地顯示輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力大小，提高數(shù)據(jù)處理效率。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備可以對(duì)輸電鐵塔的風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行風(fēng)力測(cè)量。

如圖8所示，測(cè)量筒為工字型圓筒，圓筒上下兩端不封閉，圓筒筒壁上與平行于底面的平面相交的位置每隔90度貼有一組應(yīng)變片，每組應(yīng)變片為雙軸應(yīng)變片，共4組，包括應(yīng)變片8片，其中4個(gè)橫向應(yīng)變片，用來(lái)測(cè)量橫向應(yīng)變；4個(gè)縱向應(yīng)變片，用來(lái)測(cè)量縱向應(yīng)變。

輸電鐵塔風(fēng)洞模型放置在工字型圓筒的上端圓面，沒有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε0；當(dāng)有風(fēng)力作用時(shí)，應(yīng)變片有相應(yīng)的初始應(yīng)變值ε1。而前后的應(yīng)變值差(δε＝ε1-ε0)由受到的風(fēng)力作用帶來(lái)的；

應(yīng)變分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線采集應(yīng)變片應(yīng)變值，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的誤差補(bǔ)償處理，將處理后的應(yīng)變值差數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；

應(yīng)變分析儀還與數(shù)據(jù)處理終端連接，數(shù)據(jù)處理終端根據(jù)應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的大小，而且根據(jù)應(yīng)變值差的變化情況還可以獲得輸電鐵塔模型受到的風(fēng)力的分布情況。數(shù)據(jù)處理終端可以是計(jì)算機(jī)終端或者單片機(jī)等等。

測(cè)量筒也可以采用其他形狀，比如立方體，采用不同的形狀的風(fēng)力計(jì)算方法應(yīng)該不同。工字型圓筒這種形狀有利于采集各個(gè)方向的受力，圓筒材料可以為不銹鋼材料。

如圖9所示，根據(jù)力的合成，可得：

縱向力：

橫向力：

其中分別指應(yīng)變片1的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力；分別指應(yīng)變片2的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力；分別指應(yīng)變片3的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力；分別指應(yīng)變片4的縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力。

由此可以得到，模型受到風(fēng)力

應(yīng)變片的應(yīng)力與應(yīng)變片的應(yīng)變值的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過(guò)系數(shù)校正試驗(yàn)來(lái)獲得。

采用液壓設(shè)備對(duì)工字型圓筒施加不同大小的力f，應(yīng)變片會(huì)發(fā)生相應(yīng)的應(yīng)變，由應(yīng)變分析儀測(cè)量得到對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值ε，獲得應(yīng)變值與應(yīng)力的關(guān)系f＝kε(ε為應(yīng)變片應(yīng)變值)。獲取多組不同力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，從零到一定值的力f的上升過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)，再?gòu)囊欢到零的下降過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)，如此重復(fù)進(jìn)行多次試驗(yàn)。通過(guò)系數(shù)校正試驗(yàn)得到應(yīng)力與應(yīng)變值的關(guān)系f＝kδε＝k(ε1-ε0)，通常取ε0＝0，于是有：fi＝kiε(4)

對(duì)同一大小的力的試驗(yàn)結(jié)果取平均值，以減小誤差。

當(dāng)風(fēng)力作用在風(fēng)洞模型上時(shí)，應(yīng)變儀采集到相應(yīng)的應(yīng)變值ε，該應(yīng)變值乘以相應(yīng)的應(yīng)變值系數(shù)ki，便可得到應(yīng)變片的縱向力和橫向力，再根據(jù)力的合成原理即可得到模型受到的風(fēng)力。

風(fēng)力可以由風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室來(lái)產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)室包括動(dòng)力段、擴(kuò)散段、收縮段、試驗(yàn)段和穩(wěn)定段，通過(guò)大型風(fēng)力旋轉(zhuǎn)引起周圍空氣流動(dòng)產(chǎn)生，在封閉的空間流動(dòng)時(shí)，便產(chǎn)生風(fēng)。風(fēng)作用在模型上時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)、面積與受力關(guān)系：f＝p*s，其中p是空氣壓強(qiáng)，s模型迎風(fēng)面積，通過(guò)改變動(dòng)力部分轉(zhuǎn)速，改變氣體壓強(qiáng)，進(jìn)而達(dá)到改變模型受力的目的。

在上述的各個(gè)實(shí)施例中，只是舉例說(shuō)明了輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量設(shè)備的測(cè)試計(jì)算處理過(guò)程，但本發(fā)明并不依賴于上述計(jì)算處理過(guò)程，在測(cè)試筒形狀不同時(shí)就可以使用不同的計(jì)算處理過(guò)程，同樣可以實(shí)現(xiàn)輸電鐵塔模型的風(fēng)力測(cè)量，利用上述測(cè)量筒、應(yīng)變片、應(yīng)變分析儀及其連接關(guān)系，就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能，數(shù)據(jù)處理終端可以有，也可以沒有，數(shù)據(jù)處理終端實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算處理并顯示，可以在應(yīng)變分析儀中集成數(shù)據(jù)處理終端，在沒有的數(shù)據(jù)處理終端的情況下，也可以對(duì)應(yīng)變分析儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行人工計(jì)算。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。