基于LabVIEW索力測試系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、拉索作為一種效率極高的全張力受拉構(gòu)件，由于具有靈活的布置方式而廣泛地應用于現(xiàn)代土木工程中。但作為結(jié)構(gòu)體系中的“生命線”，拉索直接受外界環(huán)境作用影響，易發(fā)生各種病害而引發(fā)自身乃至整體結(jié)構(gòu)的失效。因而，有必要通過索力測試以掌握結(jié)構(gòu)體系中的索力狀態(tài)水平，從而為結(jié)構(gòu)的施工控制指導及運營監(jiān)測評估提供良好的數(shù)據(jù)支持。在現(xiàn)行成橋階段的索力測試中，頻率法因其成熟的理論及快捷、反復的操作程序，幾乎成為唯一選擇。本文基于該法進行測試系統(tǒng)開發(fā)研究，其主要內(nèi)容

2、如下：
　　 基于頻率法測試原理，針對工程中一般索構(gòu)件的力學特性進行解析法和數(shù)值法研究。根據(jù)解析法歸納，得到適用于剛度索的水平直梁動力計算模型和適用于柔性索的小垂度拉索模型分別在理想邊界條件下的頻率方程。考慮真實索構(gòu)件的實際特性(幾何非線性、復雜邊界條件)與解析法(適用條件、求解效率)之間的矛盾，采用普通一維有限元單元建模，就特定拉索進行參數(shù)影響分析，結(jié)果表明拉索抗彎剛度及邊界選取是影響拉索頻率索力關(guān)系的主要因素。然一維單元受其

3、構(gòu)造假定局限，難以準確模擬實際拉索截面尺度的剛度特性，故采用退化梁單元對不同長度拉索進行三維仿真建模探析，其動力分析結(jié)果與梁單元及公式值符合較好。由此，退化單元分析模式所得結(jié)果可作為索力測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析庫中的分析存檔，可針對截面、材料變化復雜或受力形式多變索構(gòu)件進行補充分析，實現(xiàn)其測試調(diào)用。
　　 完整的索力測試系統(tǒng)開發(fā)基于NI系列硬件產(chǎn)品及其LabVIEW平臺，主要通過LabVIEW所編制的虛擬儀器對實際測試進行操控。根據(jù)索力

4、測試中數(shù)據(jù)采集、分析及存儲三大任務分別設計程序模塊，通過三者集成實現(xiàn)測試采集的信號調(diào)理及交互控制、數(shù)據(jù)分析的索動力計算模式的開發(fā)調(diào)用以及同步的自動數(shù)據(jù)存儲。
　　 針對索力測試系統(tǒng)進行數(shù)值模型驗證以及實際工程實驗驗證。前者采用拉索有限元模型分別在單點隨機荷載、單點簡諧荷載、多點高斯荷載激勵作用下的位移時程曲線進行傳感器的時域信號模擬，通過系統(tǒng)子程序的運行得到相應工況下的數(shù)值模型測試結(jié)果，同模型預加索力參數(shù)對比驗證程序內(nèi)置函數(shù)的準