大量程位移传感器的几何非线性分析
本文关键词： 位移传感器 大量程 几何非线性 本构关系 静态参数 出处：《华中科技大学学报(自然科学版)》2017年07期 论文类型：期刊论文
【摘要】：为测得结构的较大位移,利用柔性悬臂梁的大变形研制了一种量程为±500mm的位移传感器.利用数值积分建立了柔性悬臂梁受法线方向力时的几何非线性本构关系,借助Matlab中Lobatto法对本构方程进行求解并获得了相应的挠度与集中力和固端弯矩曲线,分析了挠度与柔性悬臂梁各参数的关系及产生大变形的主要原因,通过试验和误差分析得出了本构关系的正确性和有效性.研究结果表明:柔性悬臂梁的几何非线性本构关系与试验结果符合,固端弯矩理论值在y方向上分量是产生大变形的主要原因,各项静态参数指标良好,此柔性悬臂梁大变形的本构关系可应用于构件或结构的大位移测量.
[Abstract]:In order to measure the larger displacement of the structure. A displacement sensor with a measuring range of 卤500mm is developed using the large deformation of the flexible cantilever beam. The geometric nonlinear constitutive relation of the flexible cantilever beam subjected to normal direction force is established by numerical integration. The constitutive equation is solved by Lobatto method in Matlab and the deflection, concentration force and bending moment curve of fixed end are obtained. The relationship between deflection and various parameters of flexible cantilever beam and the main causes of large deformation are analyzed. The correctness and validity of the constitutive relation are obtained by experiment and error analysis. The results show that the geometric nonlinear constitutive relation of flexible cantilever beam is in agreement with the experimental results. The component of the theoretical value of the fixed end moment in the y direction is the main cause of the large deformation, and the static parameters are good. The constitutive relation of the large deformation of the flexible cantilever beam can be used to measure the large displacement of the member or structure.
【作者单位】： 太原理工大学建筑与土木工程学院;同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51338001,51278324)
【分类号】：TP212
【正文快照】： 2同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092)实际古建筑木结构的测量中水平位移可达到200mm以上[1-2],在实验室或仿真模拟中木结构的水平位移甚至达到300mm及以上[3].现有位移传感器极少能达到量程大、精度高、分辨力强、回程误差和重复性误差小、灵敏度高的要求,而结
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