專利名稱：一種應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于預應力鋼材制品應力松弛檢測領域，特別涉及一種應力松弛試驗松弛
率外推值修正的方法及系統(tǒng)。
背景技術：
—般預應力鋼材制品如預應力鋼絞線的拉伸應力松弛試驗進行到1-2小時左右， 會出現(xiàn)減荷頻率的拐點；到4小時以后，開始進入相對平穩(wěn)期，不再頻繁減荷。通過連續(xù)六 年在春秋季節(jié)、于2(TC左右環(huán)境溫度下(不開空調控溫)對低松弛預應力鋼絞線研究試驗 觀察發(fā)現(xiàn)，其試驗曲線基本上比較光滑，近似于冪函數(shù)曲線。 在試驗進行到10小時以后，若出現(xiàn)短時間內頻繁密集減荷，對試驗數(shù)據(jù)外推1000 松弛率的計算結果將產(chǎn)生不同程度的影響。這一現(xiàn)象的成因比較復雜。試驗環(huán)境溫度的升 高或降低；試驗樣品本身所含雜質以及加工缺陷的影響，均會導致不規(guī)則的集中減荷。若預 應力鋼絞線樣品本身含有雜質等缺陷，在外加試驗力的作用下，經(jīng)過一段時間，其缺陷產(chǎn)生 的應力松弛會集中釋放出來。試驗環(huán)境溫度升高會造成鋼材膨脹而出現(xiàn)誤減荷；試驗環(huán)境 溫度降低會導致鋼材收縮而抵消內應力消除產(chǎn)生的松弛；當試驗環(huán)境溫度回升時，由內應 力消除而產(chǎn)生的松弛會連續(xù)地釋放出來。在長期的工作中總結得出，對于1200mm的試驗樣 品標距，試驗環(huán)境溫度升高rC左右所產(chǎn)生的集中誤減荷，一般是連續(xù)減荷六次(即120N) 以上。由溫度引起的誤減荷判定及消除由誤減荷造成的對應力松弛試驗松弛率外推值的影 響，是長期以來困擾應力松弛檢測領域的難題。
發(fā)明內容
本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供了一種判定由試驗環(huán)境溫度引 起的誤減荷及消除由誤減荷造成對應力松弛試驗松弛率外推值的影響的應力松弛試驗松 弛率外推值修正的方法及系統(tǒng)。 本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是
—種應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法，所述方法包括以下步驟
錄入試驗參數(shù)，對應力松弛試驗全程進行自動測控。 實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間和對應的松弛力累加值及由溫度傳感器
自動獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄。 將全部試驗數(shù)據(jù)生成試驗數(shù)據(jù)文件。 結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，分析應力松弛時間序列，確定出為由 試驗環(huán)境溫度波動弓I起的誤減荷。 對于被評判為由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷，保持其減荷次數(shù)不變，按照等 比數(shù)列關系，將減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一次減荷和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減 荷之間的時間段上。 按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對重分配的誤減荷時間反復作
4進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列。 對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松弛力序列，按標準規(guī)定的方 法進行1000小時松弛率推算。 輸出推算結果，給出試驗報告和圖表，供用戶瀏覽或打印。 —種應力松弛試驗松弛率外推值修正的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由系統(tǒng)試驗控制單元、系統(tǒng)
試驗分析單元構成。 系統(tǒng)試驗控制單元包括 自動測控模塊，錄入試驗參數(shù)，對試驗全程進行自動測控。 數(shù)據(jù)采集模塊，實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間和對應的松弛力累加值及 由溫度傳感器自動獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄。 試驗數(shù)據(jù)生成模塊，將全部試驗數(shù)據(jù)按與系統(tǒng)試驗分析單元約定格式生成試驗數(shù) 據(jù)文件。
系統(tǒng)試驗分析單元包括 誤減荷判定模塊，結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，判定出試驗進入應 力松弛平穩(wěn)期后出現(xiàn)的短時頻繁密集減荷是否為由于試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷；
減荷時間分配模塊，對于被評判為由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷，保持其減 荷次數(shù)不變，按照等比數(shù)列關系，將這些減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一次減荷和 該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上。 誤減荷時間微調模塊，按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對重分
配的誤減荷時間反復作進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列。 松弛率推算模塊，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松弛力序
列，按標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算。 輸出推算結果模塊，輸出推算結果，給出試驗報告和圖表，供用戶瀏覽或打印。
本發(fā)明實施例采用等比數(shù)列比較修正方法，可以在很大程度上消除不同試驗時段 由試驗環(huán)境溫度波動產(chǎn)生的誤減荷對松弛率外推值造成的影響，提高外推計算的置信度， 從而解決這一至今困擾應力松弛檢測領域的難題。
圖1是本發(fā)明實施例提供的應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法的實現(xiàn)流程 圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的應力松弛試驗松弛率外推值修正的系統(tǒng)的結構示意 圖； 圖3是未經(jīng)過修正的應力松弛試驗曲線圖； 圖4是未經(jīng)過修正的近似推算的松弛率隨時間發(fā)展的曲線圖； 圖5是利用本發(fā)明修正的應力松弛試驗曲線圖； 圖6是利用本發(fā)明修正的近似推算的松弛率隨時間發(fā)展的曲線圖。
具體實施例方式
為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下 本發(fā)明實施例采用等比數(shù)列比較修正方法，可以在很大程度上消除由不同試驗時 段試驗環(huán)境溫度波動產(chǎn)生的誤減荷，對1000小時松弛率外推計算值造成的影響，提高外推 計算的置信度，從而解決這一至今困擾應力松弛檢測領域的難題。 圖1示出了本發(fā)明實施例提供的應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法的實現(xiàn) 流程圖，所述方法包括 在步驟S101中，錄入試驗參數(shù)，對應力松弛試驗全程進行自動測控。 控制對象包括試驗機開啟、加載初始試驗力、初始試驗力保持時間、恒標距保持
時間等試驗條件的控制計時以及試驗結束時間、卸荷、關機的計時控制及試驗進行中非正
常斷電處理。
在步驟S102中，實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間、對應的松弛力累加值及
由溫度傳感器自動獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄。 在步驟S103中，將全部試驗數(shù)據(jù)生成試驗數(shù)據(jù)文件。 在步驟S104中，結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，分析應力松弛時間序 列，確定出為由試驗環(huán)境溫度波動弓I起的誤減荷。 在步驟S105中，對于被評判為由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷，保持其減荷次 數(shù)不變，按照等比數(shù)列關系，將減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一次減荷和該組誤減 荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上。 在步驟S104與S105中，是沿應力松弛時間序列順序進行，直至完成對應力松弛時 間序列中所有元素的判定后，執(zhí)行步驟S106。 在步驟S106中，按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對重分配的誤 減荷時間反復作進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列。 在步驟S107中，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松弛力序列， 按標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算。 在步驟S108中，輸出推算結果，給出試驗報告和圖表，供用戶瀏覽或打印。 作為本發(fā)明的第一實施例，當應力松弛試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后，判斷是否由
試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷的步驟為 分析應力松弛時間序列，當試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后，若出現(xiàn)短時頻繁密集減
荷，結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間序列，審查與密集減荷時間段對應的試驗環(huán)
境溫度是否改變，進而判定是否為由于試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷。 作為本發(fā)明的第二實施例，按照等比數(shù)列關系，將這些減荷時間重新分配于該組
誤減荷的前一次減荷和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上。其中等比數(shù)列的公比
q的計算式為 q = exp (log (tj—t》/ (j—i)) 其中，ti為應力松弛時間序列中的第i個元素，tj為應力松弛時間序列中的第j個 元素。在公式中，第i至j次之間的(不包括首尾端點)減荷已被確定為由試驗環(huán)境溫度 波動引起的誤減荷，因此需要對應力松弛時間序列中的第i個至第j個之間的誤減荷內容 按下述公式進行修改，得到重分配的應力松弛時間序列
ti+1 = 、+q
ti+2 = ti+q2 ...... tj—i = ti+qJ—卜工。 作為本發(fā)明的第三實施例，按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對 誤減荷時間可以采用試錯法(trial-and-error method)反復作進一步微調，得到最終調整 后的應力松弛時間序列，其步驟為對按等比數(shù)列分配規(guī)則重新定位誤減荷時間后，再一一 進行時間點的微調，并逐一進行1000小時松弛率的外推計算，比較得出的各相關系數(shù)，選 取使所得相關系數(shù)取得最大值的時間點微調方案。 作為本發(fā)明的第四實施例，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松 弛力序列，可以采用最小二乘法為核心框架的單對數(shù)法和雙對數(shù)法進行1000小時松弛率 推算。 圖2示出了本發(fā)明實施例提供的應力松弛試驗松弛率外推值修正的系統(tǒng)，以下著 重敘述與本方案有關的系統(tǒng)其他部分。 本系統(tǒng)是內置于計算機的軟件單元或硬件單元或軟硬結合單元，可以應用于進行 應力松弛試驗的檢測設備之中。該系統(tǒng)包括由系統(tǒng)試驗控制單元21、系統(tǒng)試驗分析單元22 構成。 系統(tǒng)試驗控制單元21包括 自動測控模塊211，錄入試驗參數(shù)，對試驗全程進行自動測控。 數(shù)據(jù)采集模塊212，實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間和對應的松弛力累加 值及由溫度傳感器自動獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄。 試驗數(shù)據(jù)生成模塊213，將全部試驗數(shù)據(jù)按與系統(tǒng)試驗分析單元約定格式生成試 驗數(shù)據(jù)文件。 系統(tǒng)試驗分析單元22包括； 誤減荷判定模塊221，結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，判定出試驗進 入應力松弛平穩(wěn)期后出現(xiàn)的短時頻繁密集減荷是否為由于試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減 荷； 減荷時間分配模塊222，對于被評判為由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷，保持其 減荷次數(shù)不變，按照等比數(shù)列關系，將這些減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一次減荷 和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上。 誤減荷時間微調模塊223，按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對重
分配的誤減荷時間反復作進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列。 松弛率推算模塊224，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松弛力
序列，按標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算。 輸出推算結果模塊225，輸出推算結果，給出試驗報告和圖表，供用戶瀏覽或打印。
作為本發(fā)明的第五實施例，誤減荷判定模塊包括 溫度時間分析子模塊，用于獲取試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，并且對試 驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間進行分析。 誤減荷判定子模塊，用于判定出試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后出現(xiàn)的短時頻繁密集 減荷是否為由于試驗環(huán)境溫度波動弓I起的誤減荷。
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作為本發(fā)明的第六實施例，減荷時間分配模塊包括
公比計算子模塊，用于等比數(shù)列中公比的計算。 減荷時間重新分配子模塊，用于將減荷時間重新分配于某組誤減荷的前一次減荷
和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上，同時保證該組減荷次數(shù)不變。 圖3-圖6示出了對某試驗樣品1000小時應力松弛試驗所得的數(shù)據(jù)進行處理得到
的結果。 圖3和圖4是對原始試驗數(shù)據(jù)進行標準推導所得的結果。 圖5和圖6是利用本發(fā)明實施例對原始試驗數(shù)據(jù)進行誤減荷修正后，再按標準推 導所得的結果。 通過對比各圖可知，經(jīng)過修正后的松弛曲線更光滑，推算松弛率更接近實際值 1. 96% (圖5中的1. 988%優(yōu)于圖3中的2. 007% )，最小二乘擬合的相關系數(shù)更高(圖6 中的0. 999優(yōu)于圖4中的0. 990)，可以說明本發(fā)明實施例所提供的修正方法的有效性。
本發(fā)明實施例采用等比數(shù)列比較修正方法，可以在很大程度上消除不同試驗時段 由試驗環(huán)境溫度波動產(chǎn)生的誤減荷對松弛率外推值造成的影響，提高外推計算的置信度， 從而解決這一至今困擾應力松弛檢測領域的難題。 以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制， 凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于 本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
一種應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟錄入試驗參數(shù)，對應力松弛試驗全程進行自動測控；實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間、對應的松弛力累加值及獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄；將全部應力松弛試驗數(shù)據(jù)生成試驗數(shù)據(jù)文件；結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，分析應力松弛時間序列，確定出由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷；對于被評判為由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷，保持其減荷次數(shù)不變，按照等比數(shù)列關系，將減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一次減荷和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上；按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，對重分配后的誤減荷時間反復作進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列；對于最終調整后的應力松弛時間序列和對應的松弛力序列，按標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算；輸出推算結果。
2. 如權利要求1所述方法，其特征在于，當應力松弛試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后，判斷 是否由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷的步驟為分析應力松弛時間序列，當試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后，若出現(xiàn)短時頻繁密集減荷，結 合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間序列，審查與所述密集減荷時間段對應的試驗環(huán)境 溫度是否改變，若試驗環(huán)境溫度改變，則所述密集減荷為由于試驗環(huán)境溫度波動引起的誤 減荷。
3. 如權利要求1所述方法，其特征在于，按照等比數(shù)列關系，將這些減荷時間重新分配 于該組誤減荷的前一次減荷和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上，所述等比數(shù)列 的公比q的計算式為；q = exp(log(t廠ti)/ (j-i)) 其中，ti為應力松弛時間序列中的第i個元素，tj為應力松弛時間序列中的第j個元素。
4. 如權利要求1所述方法，其特征在于，按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的 原則，對所述誤減荷時間采用試錯法(trial-and-error method)進行微調，得到最終調整 后的應力松弛時間序列。
5. 如權利要求1所述方法，其特征在于，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之 對應的松弛力序列，采用最小二乘法為核心框架的單對數(shù)法和雙對數(shù)法進行1000小時松 弛率推算。
6. —種應力松弛試驗松弛率外推值修正的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括系統(tǒng)試驗 控制單元、系統(tǒng)試驗分析單元；所述系統(tǒng)試驗控制單元包括自動測控模塊，用于錄入試驗參數(shù)，對試驗全程進行自動測控；數(shù)據(jù)采集模塊，用于實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間、對應的松弛力累加值及獲取的試驗期間試驗環(huán)境溫度采樣記錄；試驗數(shù)據(jù)生成模塊，用于將全部試驗數(shù)據(jù)按與系統(tǒng)試驗分析單元約定格式生成試驗數(shù) 據(jù)文件；所述系統(tǒng)試驗分析單元包括誤減荷判定模塊，用于結合試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，判定出應力松弛試 驗進入應力松弛平穩(wěn)期后出現(xiàn)的短時頻繁密集減荷是否為由于試驗環(huán)境溫度波動引起的 誤減荷；減荷時間分配模塊，用于對于被評判為由應力松弛試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷， 保持其減荷次數(shù)不變，按照等比數(shù)列關系，將這些減荷時間重新分配于該組誤減荷的前一 次減荷和該組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上；誤減荷時間微調模塊，用于按照使所得推算松弛率的相關系數(shù)最大化的原則，反復對 得到的誤減荷時間作進一步微調，得到最終調整后的應力松弛時間序列；松弛率推算模塊，對于最終調整后的應力松弛時間序列和與之對應的松弛力序列，按 標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算。輸出推算結果模塊，輸出推算結果。
7. 如權利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述誤減荷判定模塊進一步包括 溫度時間分析子模塊，用于獲取試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間，并且對試驗環(huán)境溫度采樣序列及其對應時間進行分析；誤減荷判定子模塊，用于判定出試驗進入應力松弛平穩(wěn)期后出現(xiàn)的短時頻繁密集減荷 是否為由于試驗環(huán)境溫度波動弓I起的誤減荷。
8. 如權利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，減荷時間分配模塊包括 公比計算子模塊，用于等比數(shù)列中公比的計算；減荷時間重新分配子模塊，用于將減荷時間重新分配于某組誤減荷的前一次減荷和該 組誤減荷后再次出現(xiàn)減荷之間的時間段上，同時保證該組減荷次數(shù)不變。
全文摘要
本發(fā)明屬于預應力鋼材制品應力松弛檢測領域，特別涉及一種應力松弛試驗松弛率外推值修正的方法及系統(tǒng)，所述方法包括錄入試驗參數(shù)，對應力松弛試驗全程進行測控；實時記錄試驗樣品的應力松弛減荷時間、松弛力累加值及獲取試驗環(huán)境溫度采樣記錄；將全部應力松弛試驗數(shù)據(jù)生成試驗數(shù)據(jù)文件；確定出由試驗環(huán)境溫度波動引起的誤減荷；將誤減荷時間重新分配；對重分配后的誤減荷時間作進一步微調；按標準規(guī)定的方法進行1000小時松弛率推算；輸出推算結果。本發(fā)明實施例采用等比數(shù)列比較修正方法，可以在很大程度上消除不同試驗時段由試驗環(huán)境溫度波動而產(chǎn)生的誤減荷對松弛率外推值造成的影響，提高外推計算的置信度，從而解決這一至今困擾應力松弛檢測領域的難題。
文檔編號G01N3/00GK101776548SQ20101003139
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權日2010年1月20日
發(fā)明者于明琪, 袁世強 申請人:天津鋼鐵集團有限公司