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一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法实质审查 发明

具体技术细节

[0005] 为了解决现有技术中粘接固定方式时使用热熔胶等粘接固定方式时,会与耦合剂共同作用,导致声发射监测数据的准确度降低;以及绑扎固定方式时使用胶带绑扎固定声发射探头时,试块破坏过程中会发生扩容现象,绑扎的声发射探头会对试块施加环向压力,导致与设定围压存在误差的技术问题,本发明提供了一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法。
[0006] 本发明提供的技术方案如下:
[0007] 本发明提供的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,包括:
[0008] S1、加工表面平整的试块,在所述试块表面相互垂直设置用于监测的应变片,并捆绑固定声发射探头;
[0009] S2、利用三轴试验系统对所述试块施加固定围压后,轴向压缩试块直至破坏;
[0010] S3、通过应力‑应变监测设备获取所述试块加载全过程中由所述固定声发射探头所带来的轴向应变Uz和横向应变Uy,重复测试应力误差的过程获取多组误差数据;
[0011] S4、根据弹性力学公式列出以下平衡方程,计算获取试块的径向应力σr,公式如下,
[0012]
[0013] 上述式中,r表示径向坐标,θ表示环向坐标,σr表示径向应力,σθ表示环向应力,τrθ表示剪应力,通过利用相互垂直的所述应变片获取轴向应变Uz和横向应变Uy,所述试块在三轴压缩过程中应变小,环向应变延圆周形变时近似和圆周相切,此时将环向应变金思维横向应变进行计算,因此Uz=Uy,则根据上式即可由监测获取的轴向应变Uz和横向应变Uy动态计算径向应力σr;
[0014] S5、将多组试验获得的应力误差曲线拟合获得围压误差补偿曲线,公式为y=a·bx‑1;
[0015] S6、将全过程曲线输入至所述三轴试验系统,对试验过程曲线进行动态调整,保证试验的准确性;
[0016] S7、利用所述捆绑固定声发射探头获得的监测数据对调整的过程进行验证。
[0017] 本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
[0018] (1)在本发明中,通过加工表面平整的试块和设置相互垂直的应变片,有效减少因表面不平整导致的应力集中,提高了应变测量的准确性,同时,通过多次测试获取误差数据,进一步提升了数据的可靠性;
[0019] (2)在本发明中,利用拟合多组试验获得的应力误差曲线,得到围压误差补偿曲线,在实际试验中进行实时误差修正,确保了试验的准确性,动态调整试验过程中的围压,保证了试验条件的稳定性和一致性。

法律保护范围

涉及权利要求数量5:其中独权1项,从权-1项

1.一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,包括:
S1、加工表面平整的试块,在所述试块表面相互垂直设置用于监测的应变片,并捆绑固定声发射探头;
S2、利用三轴试验系统对所述试块施加固定围压后,轴向压缩试块直至破坏;
S3、通过应力‑应变监测设备获取所述试块加载全过程中由所述固定声发射探头所带来的轴向应变Uz和横向应变Uy,重复测试应力误差的过程获取多组误差数据;
S4、根据弹性力学公式列出以下平衡方程,计算获取试块的径向应力σr,公式如下,上述式中,r表示径向坐标,θ表示环向坐标,σr表示径向应力,σθ表示环向应力,τrθ表示剪应力,通过利用相互垂直的所述应变片获取轴向应变Uz和横向应变Uy,所述试块在三轴压缩过程中应变小,环向应变延圆周形变时近似和圆周相切,此时将环向应变金思维横向应变进行计算,因此Uz=Uy,则根据上式即可由监测获取的轴向应变Uz和横向应变Uy动态计算径向应力σr;
b
S5、将多组试验获得的应力误差曲线拟合获得围压误差补偿曲线,公式为y=a·x‑1;
S6、将全过程曲线输入至所述三轴试验系统,对试验过程曲线进行动态调整,保证试验的准确性;
S7、利用所述捆绑固定声发射探头获得的监测数据对调整的过程进行验证。
2.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述S4中根据弹性力学公式计算获取试块的径向应力具体包括:
S41、首先引入位移函数Ψ(t,θ),定义如下,
上述公式推导为,
上述式中,ur表示径向位移,uθ表示环向位移,r表示径向坐标,θ表示环向坐标,系数αi(i=1,2,3,…,12)为材料常数;
S42、在极坐标下平面应变弹性问题的位移分量为径向位移ur和环向位移uθ,应力分量为径向应力σr、环向应力σθ和剪应力τrθ,位移分量的表达式为,
上述式中,μ表示泊松比,应力分量表达式为,
上述式中,E表示弹性模量;
S43、根据弹性理论,列出所述平衡方程,即可由监测设备获取的轴向应变Uz和横向应变Uy动态计算径向应力σr。
3.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述捆绑包括:
使用胶带、扎带或光纤光栅捆绑。
4.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述S4包括:
通过所述应变片获取的应变量和基于曲弹性理论的应力分析计算得出围压误差。
5.根据权利要求1上述的一种三轴加载下固定声发射探头造成的围压误差补偿方法,其特征在于,所述S5包括:
所述多组试验由仿真软件或仿真工具仿真。

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