一種鋼筋屈服力的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種鋼筋屈服力的計算方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼筋屈服力沒有具體的計算公式導(dǎo)致屈服力的準確性得不到保證的缺陷。其包括如下步驟：(1)：對輸入?yún)?shù)進行預(yù)處理，得到最大力、最小屈服力閥值、最大屈服力閥值、力值序列和位移序列；(2)：使用力值-時間序列確定屈服力；(3)：如果步驟(2)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5)；如果步驟(2)返回的結(jié)果為假，則運行下一步；(4)：使用力值變化率計算屈服力；(5)：輸出上屈服力和下屈服力。本發(fā)明計算結(jié)果準確，試驗過程中，不需要使用引伸計和位移傳感器，能有效去除鋸齒點和夾具加緊過程的影響，適用于任何材料的鋼筋試驗。
【專利說明】一種鋼筋屈服力的計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計算方法，特別涉及一種鋼筋屈服力的計算方法。

【背景技術(shù)】
[0002]標準GB/T228.1-2010 (金屬材料拉伸試驗第I部分:室溫試驗方法)中給出了鋼筋試驗屈服強度的定義，并且給出了四種情形的圖形，卻沒有具體的計算公式。屈服力等于屈服強度乘鋼筋截面積。市場上的屈服力的計算方法掌握在各個試驗機控制器廠家的手中，方法不統(tǒng)一、水平良莠不齊，沒有一個標準的算法。屈服力的計算受到夾具、試驗機測控環(huán)節(jié)、試驗人員理論水平等多種因素的影響，特別是夾具的影響。試驗機使用時間長了之后，夾具與試驗機之間存在比較多的金屬顆粒，導(dǎo)致在試驗過程中出現(xiàn)帶有鋸齒形狀的曲線。鋼筋試驗屈服力的定義是根據(jù)力-延伸的曲線制定的，而大部分的試驗室做鋼筋試驗的過程中并不使用引伸計(獲取的延伸的設(shè)備)，根本無法按照定義計算屈服力。大部分的試驗機控制器廠家使用力-位移曲線代替力-延伸曲線，而一部分試驗室甚至沒有安裝位移編碼器設(shè)備，屈服力的準確性得不到保證。鋼筋試驗初期，會出現(xiàn)夾具與鋼筋的一個瞬間的夾緊的現(xiàn)象，所以對鋼筋屈服力的求取必須把這種情況排除。
[0003]故針對上述問題，有必要設(shè)計一種鋼筋屈服力的計算方法來彌補上述缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種鋼筋屈服力的計算方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼筋屈服力沒有具體的計算公式導(dǎo)致屈服力的準確性得不到保證的缺陷。本發(fā)明計算結(jié)果準確，試驗過程中，不需要使用引伸計和位移傳感器，能有效去除鋸齒點和夾具加緊過程的影響，適用于任何材料的鋼筋試驗。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種鋼筋屈服力的計算方法，其包括如下步驟:(1):對輸入?yún)?shù)進行預(yù)處理，得到最大力、最小屈服力閥值、最大屈服力閥值、力值序列和位移序列；所述輸入?yún)?shù)包括原始力值序列、原始位移序列和夾具位移；(2):使用力值-時間序列確定屈服力；(3):如果步驟(2)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(2)返回的結(jié)果為假，則運行下一步；
(4):使用力值變化率計算屈服力；(5):輸出上屈服力和下屈服力。
[0007]進一步，步驟⑴中的預(yù)處理方法包括如下步驟:(11)將原始力值序列、原始位移序列中的負值進行刪除后分別存儲進新的力值序列、位移序列；(12)最小屈服力閥值為最大力的55%，最大屈服力閥值為最大力的99%。
[0008]進一步，步驟⑵中使用力值-時間序列確定屈服力的方法包括如下步驟:(21):使用獲取力值上拐點的方法獲取屈服區(qū)間上拐點集合，將求出的上拐點索引集合放進力值上拐點集合鏈表；(22):如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)為0，函數(shù)返回假，如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)大于O進入步驟(23) ；(23):使用方法獲得力值序列擬合后的上屈服力索引；(24):如果步驟(23)返回假，上屈服力索引取步驟(22)中第一個上拐點索引值；如果步驟(23)返回真，上屈服力索引取函數(shù)的返回值；(25):使用方法求取力值序列下拐點集合，將求出的下拐點索引集合放進力值下拐點集合鏈表；(26):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為O，下屈服力索引取上屈服力索引值，進入步驟(28);如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)大于O，使用方法獲取下屈服力索引值，進入步驟(27) ；(27):如果獲取下屈服力索引值的方法返回假，下屈服力索引取上屈服力索引值；如果獲取下屈服力索引值的方法返回真，下屈服力索引取函數(shù)返回值；(28):如果上屈服力值小于下屈服力值，下屈服力索引修改為力值下拐點集合中的第一個值；(29):函數(shù)返回真。
[0009]進一步，獲取力值上拐點的方法包括如下步驟:(211):求取力值上拐點集合，且力值需要同時滿足的條件為:該點力值大于前一點力值，后一點力值小于等于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；(212):如果力值上拐點集合的元素個數(shù)大于0，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0010]進一步，獲取擬合曲線上屈服力索引的方法包括如下步驟:(231):獲取擬合力值序列，取該點力值與前后各10個點的平均值為擬合力值；(232):獲取擬合力值序列集合中的第一個上拐點索引ilndex，并使用獲取力值上拐點的方法；(233):如果步驟(232)求出的第一個上拐點索引ilndex為空，函數(shù)返回假；在力值序列中獲取距離擬合力值序列中第一個上拐點索引ilndex中的索引iUpIndex ； (234):函數(shù)返回真。
[0011]進一步，獲取力值下拐點的方法包括如下步驟:(251):求取力值下拐點集合；力值需要同時滿足的條件為:該點力值小于等于前一點力值，后一點力值大于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；(252):如果力值下拐點集合的元素個數(shù)大于0，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0012]進一步，獲取下屈服力的方法包括如下步驟:(261):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為0，函數(shù)返回假；(262):在力值下拐點集合中，求取在輸入?yún)?shù)后最小的力值；(263):函數(shù)返回真。
[0013]優(yōu)選的，步驟(3)與步驟(4)之間還包括如下步驟:(6):使用力值-位移序列確定屈服力；(7):如果步驟(6)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(6)返回的結(jié)果為假，則運行步驟⑷。
[0014]進一步，步驟(6)中使用力值-位移序列確定屈服力的方法包括如下步驟:(61):如果位移序列中元素的個數(shù)為0，或者夾具位移小于0，函數(shù)返回假；(62):計算夾具位移的0.2%對應(yīng)的值foffset02 ； (63):使用GetMinDistance方法計算位移序列中距離步驟(62)計算出的foffset02最近的值在位移序列中的索引ilndex02 ； (64):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/2的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndex50 ； (65):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/10的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndexlO ； (66):求出力-位移曲線中鋼筋塑性變形的斜率；其計算步驟為:首先求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)力值的差vl ;再求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)位移的差v2，斜率=vl/v2 ； (67):使用GetCloseSlopelndex方法求出力-位移曲線中，在索引ilndex02之后，力值與索引ilndex02位移的斜率距離最小的點在力值序列中的索引iYieldlndex ; (68):上下屈服力索引均取步驟(67)中求出的索引iYieldlndex ; (69):函數(shù)返回真。
[0015]進一步，步驟(4)中使用力值變化率計算屈服力的方法包括如下步驟:(41):從力值序列中求出符合屈服上下閥值的屈服力區(qū)間；屈服力區(qū)間的值落在最小屈服力閥值與最大屈服力閥值之間；(42):如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為1，上下屈服力均取該元素的值；如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為2，上下屈服力均取屈服力區(qū)間最后一個元素的值；函數(shù)返回；(43):求取屈服力集合中斜率的集合；斜率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值；(44):求取屈服力斜率集合中斜率變化率的集合；斜率變化率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值；(45):求取屈服力斜率變化率中的最大值在力值序列中的索引iYieldlndex ; (46):上下屈服力索引均取索引iYieldlndex ； (47):函數(shù)返回。
[0016]本發(fā)明公開的鋼筋屈服力計算方法，其通過使用力值-時間序列、力值-位移序列確定屈服力和力值變化率計算屈服力，其計算結(jié)果準確，試驗過程中，不需要使用引伸計和位移傳感器，能有效去除鋸齒點和夾具加緊過程的影響，適用于任何材料的鋼筋試驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明鋼筋屈服力計算方法的算法總框架圖；
[0019]圖2是本發(fā)明力值-時間序列計算屈服力的算法框架圖；
[0020]圖3是本發(fā)明力值-位移序列計算屈服力的算法框架圖；
[0021]圖4是本發(fā)明力值變化率計算屈服力的算法框架圖；
[0022]圖5是本發(fā)明獲取力值上拐點方法的方法框架圖；
[0023]圖6是本發(fā)明獲取擬合曲線上屈服力索引方法的方法框架圖；
[0024]圖7是本發(fā)明GetFitValue的方法框架圖；
[0025]圖8是本發(fā)明獲取擬合曲線上屈服力的方法框架圖；
[0026]圖9是本發(fā)明獲取力值下拐點方法的方法框架圖；
[0027]圖10是本發(fā)明獲取下屈服力方法的方法框架圖；
[0028]圖11是本發(fā)明GetMinDistance方法框架圖；
[0029]圖12是本發(fā)明GetCloseSlopelndex的方法框架圖。

【具體實施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]為了有助于和澄清隨后的實施例的描述，在對本發(fā)發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明之前，對部分術(shù)語進行解釋，下列的解釋應(yīng)用于本說明書以及權(quán)利要求書。
[0032]本發(fā)明中出現(xiàn)的ilndex、iUpIndex、foffset02> ilndex02、iMaxIndex50、iMaxIndexlO、iYieldlndex、m_UpInflex1n、m_DownInflex1n、ITempforce、ITempSlope、ITempSlopeChange> fTemtp> fTemtpo> fMinTemp、fvalue、lforce 均為符號代碼，沒有其它實質(zhì)意義。
[0033]GetMinDistance的中文意思為獲取最小距離；GetCloseSlopeIndex的中文意思為獲取最接近斜率索引；GetFitValue的中文意思為獲取力值A(chǔ)etMinYieldForce的中文意思為獲取下屈服力；GetUpInflex1n的中文意思為獲取力值上拐點；GetFitUpInf Iex1nIndex的中文意思為獲取擬合曲線上屈服力索弓I ；GetDownInf Iex1n的中文意思為獲取力值下拐點；fslope的中文意思為斜率；fMaxValue的中文意思為最大值；TempSlope的中文意思為斜率集合；TempSlopeChange的中文意思為斜率變化率的集合；Tempforce的中文意思為屈服力區(qū)間；m_Maxforce的中文意思是最大力；GetFitUpInflex1n的中文意思為獲取擬合曲線上屈服力；GetMinDistance的中文意思為獲取力值序列上距離某個力值距離最小力值！GetCloseSlopelndex的中文意思為獲取斜率最接近某個值的力值索引；GetFitValue的中文意思為獲取擬合后力值。
[0034]屈服力為材料開始產(chǎn)生宏觀塑性變形時的應(yīng)力；屈服強度的定義為:大于此極限的外力作用，將會使零件永久失效，沒法恢復(fù)，這個壓強叫做屈服強度。
[0035]參照圖1，一種鋼筋屈服力的計算方法，其包括如下步驟:(1):對輸入?yún)?shù)進行預(yù)處理，得到最大力、最小屈服力閥值、最大屈服力閥值、力值序列和位移序列；所述輸入?yún)?shù)包括原始力值序列、原始位移序列和夾具位移；(2):使用力值-時間序列確定屈服力；(3):如果步驟(2)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(2)返回的結(jié)果為假，則運行下一步；(4):使用力值變化率計算屈服力；(5):輸出上屈服力和下屈服力。
[0036]本發(fā)明中，原始力值序列、原始位移序列和夾具位移是由試驗機控制器從試驗機上安裝的傳感器得到后，發(fā)送給試驗軟件的；最大力是由試驗軟件根據(jù)力值序列計算出來的。
[0037]最大力算法如下:第一步:先假定序列中的第一個數(shù)為“最大值”;第二步:將序列中的下一個數(shù)與“最大值”比較，如果它大于此“最大值”，這時就假定“最大值”是這個數(shù)；第三步:如果序列中還有其他數(shù)，重復(fù)第二步；第四步:在序列中一直到?jīng)]有可比的數(shù)為止，這時假定的“最大值”就是這個序列中的最大值。
[0038]步驟⑴中的預(yù)處理方法包括如下步驟:(11)將原始力值序列、原始位移序列中的負值進行刪除后分別存儲進新的力值序列、位移序列；(12)最小屈服力閥值為最大力的55%，最大屈服力閥值為最大力的99%。
[0039]進一步，步驟⑵中使用力值-時間序列確定屈服力的方法包括如下步驟:(21):使用獲取力值上拐點的方法獲取屈服區(qū)間上拐點集合，將求出的上拐點索引集合放進力值上拐點集合鏈表；(22):如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)為0，函數(shù)返回假，如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)大于O進入步驟(23) ；(23):使用方法獲得力值序列擬合后的上屈服力索引；(24):如果步驟(23)返回假，上屈服力索引取步驟(22)中第一個上拐點索引值；如果步驟(23)返回真，上屈服力索引取函數(shù)的返回值；(25):使用方法求取力值序列下拐點集合，將求出的下拐點索引集合放進力值下拐點集合鏈表；(26):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為0，下屈服力索引取上屈服力索引值，進入步驟(28);如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)大于0，使用方法獲取下屈服力索引值，進入步驟(27) ；(27):如果獲取下屈服力索引值的方法返回假，下屈服力索引取上屈服力索引值；如果獲取下屈服力索引值的方法返回真，下屈服力索引取函數(shù)返回值；(28):如果上屈服力值小于下屈服力值，下屈服力索引修改為力值下拐點集合中的第一個值；(29):函數(shù)返回真。
[0040]如圖2所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明使用力值-時間序列計算屈服力的方法，步驟1:使用GetUpInflex1n方法獲取屈服區(qū)間上拐點集合，將求出的上拐點索引集合放進m_UpInf Iex1n鏈表；步驟2:如果m_UpInf Iex1n中元素的個數(shù)為O,函數(shù)返回假；如果m_UpInflex1n中元素的個數(shù)大于O進入步驟3 ;步驟3:使用GetFitUpInf Iex1nIndex方法獲得力值序列擬合后(除去鋸齒)的上屈服力索引；步驟4:如果步驟3返回假，上屈服力索引取步驟2中第一個上拐點索引值。如果步驟3返回真，上屈服力索引取函數(shù)的返回值；步驟5:使用GetDownInflex1n方法求取力值序列下拐點集合,將求出的下拐點索引集合放進m_DownInfIex1n鏈表；步驟6:如果m_DownInfIex1n中元素的個數(shù)為O,下屈服力索引取上屈服力索引值，進入步驟8 ;如果m_DownInflex1n中元素的個數(shù)大于O,使用GetMinYieldForce獲取下屈服力索引值；步驟7:如果GetMinYieldForce方法返回假，下屈服力索引取上屈服力索引值；如果GetMinYieldForce方法返回真,下屈服力索引取函數(shù)返回值；步驟8:如果上屈服力值小于下屈服力值,下屈服力索引修改為m_DownInflex1n集合中的第一個值；步驟9:函數(shù)返回真。
[0041]獲取力值上拐點的方法包括如下步驟:(211):求取力值上拐點集合，且力值需要同時滿足的條件為:該點力值大于前一點力值，后一點力值小于等于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；(212):如果力值上拐點集合的元素個數(shù)大于0，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0042]如圖5所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明獲取力值上拐點的方法，步驟1:求取力值拐點集合m_UpInf Iex1n ;力值需要滿足的條件:該點力值大于前一點力值，后一點力值小于等于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；步驟
2:如果m_UpInflex1n集合的元素個數(shù)大于O,返回真；如果m_UpInf Iex1n集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0043]獲取擬合曲線上屈服力索引的方法包括如下步驟:(231):獲取擬合力值序列，取該點力值與前后各10個點的平均值為擬合力值；(232):獲取擬合力值序列集合中的第一個上拐點索引ilndex，并使用獲取力值上拐點的方法；(233):如果步驟(232)求出的第一個上拐點索引ilndex為空，函數(shù)返回假；在力值序列中獲取距離擬合力值序列中第一個上拐點索引ilndex中的索引iUpIndex ; (234):函數(shù)返回真。
[0044]如圖6所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明獲取擬合曲線上屈服力索引的方法，步驟1:獲取擬合力值序列ITempforce ;擬合力值計算方法為:該點力值與前后各10個點的平均值；步驟2:使用GetUpInflex1n方法獲取ITempforce集合中的第一個上拐點索引ilndex ;步驟3:如果步驟2求出的ilndex為空，函數(shù)返回假；在力值序列中獲取距離ITempforce中ilndex中的索引iUpIndex ;步驟4:函數(shù)返回真。
[0045]獲取力值下拐點的方法包括如下步驟:(251):求取力值下拐點集合；力值需要同時滿足的條件為:該點力值小于等于前一點力值，后一點力值大于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；(252):如果力值下拐點集合的元素個數(shù)大于0，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0046]如圖9所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明獲取力值下拐點的方法，步驟1:求取力值拐點集合m_DownInflex1n ;力值需要滿足的條件:該點力值小于等于前一點力值，后一點力值大于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值；步驟2:如果m_DownInflex1n集合的元素個數(shù)大于O,返回真；如果m_UpInflex1n集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
[0047]獲取下屈服力的方法包括如下步驟:(261):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為0，函數(shù)返回假；(262):在力值下拐點集合中，求取在輸入?yún)?shù)后最小的力值；(263):函數(shù)返回真。
[0048]如圖10所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明獲取下屈服力的方法，步驟1:如果m_DownInflex1n集合中元素的個數(shù)為O,函數(shù)返回假；步驟2:在下拐點集合m_DownInflex1n中，求取在輸入?yún)?shù)ilndex后最小的力值；步驟3:函數(shù)返回真。
[0049]優(yōu)選的，步驟(3)與步驟(4)之間還包括如下步驟:(6):使用力值-位移序列確定屈服力；(7):如果步驟(6)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(6)返回的結(jié)果為假，則運行步驟(4)。本發(fā)明的步驟(6)和步驟(7)可以不使用，為本發(fā)明的另一實施方式。
[0050]進一步，步驟(6)中使用力值-位移序列確定屈服力的方法包括如下步驟:
(61):如果位移序列中元素的個數(shù)為0，或者夾具位移小于0，函數(shù)返回假；(62):計算夾具位移的0.2%對應(yīng)的值foffset02 ； (63):使用GetMinDistance方法計算位移序列中距離步驟(62)計算出的foffset02最近的值在位移序列中的索引ilndex02 ； (64):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/2的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndex50 ； (65):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/10的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndexlO ; (66):求出力-位移曲線中鋼筋塑性變形的斜率；其計算步驟為:首先求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)力值的差vl ;再求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)位移的差v2，斜率=vl/v2 ； (67):使用GetCloseSlopelndex方法求出力-位移曲線中，在索引ilndex02之后，力值與索引ilndex02位移的斜率距離最小的點在力值序列中的索引iYieldlndex ; (68):上下屈服力索引均取步驟(67)中求出的索引iYieldlndex ; (69):函數(shù)返回真。
[0051]如圖3所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明使用力值-位移序列計算屈服力的方法，步驟1:如果位移序列中元素的個數(shù)為0，或者夾具位移小于0，函數(shù)返回假；步驟2:計算夾具位移的0.2%對應(yīng)的值foffset02 ;步驟3:使用GetMinDistance方法計算位移序列中距離步驟計算出的foffset02最近的值在位移序列中的索引ilndex02 ;步驟4:使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/2的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndex50 ;步驟5:使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/10的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndexlO ;步驟6:求出力-位移曲線中鋼筋塑性變形的斜率fslope ;首先求出iMaxIndex50與iMaxIndexlO對應(yīng)力值的差vl,再求出 iMaxIndex50 與 iMaxIndexlO 對應(yīng)位移的差 v2, fslope = vl/v2 ;步驟 7:使用GetCloseSlopelndex方法求出力_位移曲線中，在索引ilndex02之后,力值與ilndex02位移的斜率距離最小的點在力值序列中的索引iYieldlndex ;步驟8:上下屈服力索引均取步驟7中求出的iYieldlndex ;步驟9:函數(shù)返回真。
[0052]如圖11所示，本發(fā)明獲取力值序列上距離某個力值距離最小力值GetMinDistance方法包括如下步驟:步驟1:計算第一個力值點與該力值的距離存放在fTemp中；步驟2:如果下一個點超出力值序列的容量，則執(zhí)行步驟4。否則，計算力值序列中下一個點與該力值的距離fTemtpo ;步驟3:比較fTemtpo與fTemp的大小，如果fTemtpo小于fTemp,則給fTemp賦值fTemtpo ;步驟4:函數(shù)返回。
[0053]如圖12所示，本發(fā)明獲取斜率最接近某個值的力值索引GetCloseSlopelndex方法包括如下步驟:步驟1:計算目標斜率fslope與力值為6000距離存放在fMinTemp中；步驟2:如果下一個點超出力值序列的容量，則執(zhí)行步驟4 ;否則，計算力值與位移差(位移差指該力值對應(yīng)的位移序列中位移值與indeX02對應(yīng)的位移值之差)的比值，結(jié)果存儲進fvalue ;步驟3:計算fvalue與目標斜率fslope的距離，并將該距離與fMinTemp比較,如果該距離比fMinTemp小,則給fMinTemp賦值該距離；步驟4:函數(shù)返回。
[0054]進一步，步驟(4)中使用力值變化率計算屈服力的方法包括如下步驟:(41):從力值序列中求出符合屈服上下閥值的屈服力區(qū)間；屈服力區(qū)間的值落在最小屈服力閥值與最大屈服力閥值之間；(42):如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為1，上下屈服力均取該元素的值；如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為2，上下屈服力均取屈服力區(qū)間最后一個元素的值；函數(shù)返回；(43):求取屈服力集合中斜率的集合；斜率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值；(44):求取屈服力斜率集合中斜率變化率的集合；斜率變化率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值；(45):求取屈服力斜率變化率中的最大值在力值序列中的索引iYieldlndex ; (46):上下屈服力索引均取索引iYieldlndex ； (47):函數(shù)返回。
[0055]如圖4所示，以具體的操作為例，解釋本發(fā)明使用力值變化率計算屈服力的方法，步驟1:從力值序列中求出符合屈服上下閥值的屈服力區(qū)間ITempforce。屈服力區(qū)間的值落在最小屈服力閥值與最大屈服力閥值之間；步驟2:如果ITempforce中元素個數(shù)為1，上下屈服力均取該元素的值；如果ITempforce中元素個數(shù)為2,上下屈服力均取ITempforce最后一個元素的值；函數(shù)返回；步驟3:求取屈服力集合中斜率的集合ITempSlope ;斜率的計算方法為=ITempf0rce中后一個元素與前一個元素的差值；步驟4:求取屈服力斜率集合中斜率變化率的集合ITempSlopeChange ;斜率變化率的計算方法為=ITempforce中后一個元素與前一個元素的差值；步驟5:求取屈服力斜率變化率中的最大值fMaxValue在力值序列中的索引iYieldlndex ;步驟6:上下屈服力索引均取iYieldlndex ;步驟7:函數(shù)返回。
[0056]如圖7所示,本發(fā)明獲取擬合后力值GetFitValue方法包括如下步驟:步驟1:求取該力值與原始力值序列Iforce中前后各10個力值的總和；步驟2:求取步驟I結(jié)果的平均值；步驟3:函數(shù)返回。
[0057]如圖8所示,本發(fā)明獲取擬合曲線上屈服力GetFitUpInflex1n方法包括如下步驟:步驟1:判斷該擬合曲線上的力值是否為合法上拐點；上拐點的力值比上一個點力值大，不大于后一個力值，且在對應(yīng)的原始力值序列Iforce中的值大于最小屈服力閥值、小于最大屈服力閥值；步驟2:如果步驟I為真，函數(shù)返回真；如果步驟I返回假，如果超出擬合曲線的容量，執(zhí)行步驟3 ;否則，繼續(xù)計算下一個擬合曲線上的力值點，執(zhí)行步驟I ;步驟
3:函數(shù)返回假。
[0058]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0059](I)使用本發(fā)明計算鋼筋屈服力，避免了夾具、試驗機測控環(huán)節(jié)、試驗人員理論水平等多種因素的影響，從而避免了誤差，計算結(jié)果準確。
[0060](2)試驗過程中，不需要使用引伸計，且可以不使用位移傳感器；
[0061](3)有效去除鋸齒點和夾具夾緊過程的影響；
[0062](4)使用于任何材料的鋼筋試驗。
[0063]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，包括如下步驟: (1):對輸入?yún)?shù)進行預(yù)處理，得到最大力、最小屈服力閥值、最大屈服力閥值、力值序列和位移序列；所述輸入?yún)?shù)包括原始力值序列、原始位移序列和夾具位移； (2):使用力值-時間序列確定屈服力； (3):如果步驟(2)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(2)返回的結(jié)果為假，則運行下一步； (4):使用力值變化率計算屈服力； (5):輸出上屈服力和下屈服力。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，步驟(I)中的預(yù)處理方法包括如下步驟: (11)將原始力值序列、原始位移序列中的負值進行刪除后分別存儲進新的力值序列、位移序列； (12)最小屈服力閥值為最大力的55%，最大屈服力閥值為最大力的99%。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，步驟(2)中使用力值-時間序列確定屈服力的方法包括如下步驟: (21):使用獲取力值上拐點的方法獲取屈服區(qū)間上拐點集合，將求出的上拐點索引集合放進力值上拐點集合鏈表； (22):如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)為O，函數(shù)返回假，如果力值上拐點集合中元素的個數(shù)大于O進入步驟(23)； (23):使用方法獲得力值序列擬合后的上屈服力索引； (24):如果步驟(23)返回假，上屈服力索引取步驟(22)中第一個上拐點索引值；如果步驟(23)返回真，上屈服力索引取函數(shù)的返回值； (25):使用方法求取力值序列下拐點集合，將求出的下拐點索引集合放進力值下拐點集合鏈表； (26):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為O，下屈服力索引取上屈服力索引值，進入步驟(28);如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)大于O，使用方法獲取下屈服力索引值，進入步驟(27)； (27):如果獲取下屈服力索引值的方法返回假，下屈服力索引取上屈服力索引值；如果獲取下屈服力索引值的方法返回真，下屈服力索引取函數(shù)返回值； (28):如果上屈服力值小于下屈服力值，下屈服力索引修改為力值下拐點集合中的第一個值； (29):函數(shù)返回真。
4.如權(quán)利要求3所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，獲取力值上拐點的方法包括如下步驟: (211):求取力值上拐點集合，且力值需要同時滿足的條件為:該點力值大于前一點力值，后一點力值小于等于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值； (212):如果力值上拐點集合的元素個數(shù)大于O，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于O，返回假。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，獲取擬合曲線上屈服力索引的方法包括如下步驟: (231):獲取擬合力值序列，取該點力值與前后各10個點的平均值為擬合力值； (232):獲取擬合力值序列集合中的第一個上拐點索引ilndex，并使用獲取力值上拐點的方法； (233):如果步驟(232)求出的第一個上拐點索引ilndex為空，函數(shù)返回假；在力值序列中獲取距離擬合力值序列中第一個上拐點索引ilndex中的索引iUpIndex ； (234):函數(shù)返回真。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，獲取力值下拐點的方法包括如下步驟: (251):求取力值下拐點集合；力值需要同時滿足的條件為:該點力值小于等于前一點力值，后一點力值大于該點力值，該點力值大于最小屈服力閥值，該點力值小于最大屈服力閥值； (252):如果力值下拐點集合的元素個數(shù)大于0，返回真；如果力值上拐點集合中的元素個數(shù)等于0，返回假。
7.如權(quán)利要求6所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，獲取下屈服力的方法包括如下步驟: (261):如果力值下拐點集合中元素的個數(shù)為0，函數(shù)返回假； (262):在力值下拐點集合中，求取在輸入?yún)?shù)后最小的力值； (263):函數(shù)返回真。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，步驟(3)與步驟(4)之間還包括如下步驟: (6):使用力值-位移序列確定屈服力； (7):如果步驟(6)返回的結(jié)果為真，則運行步驟(5);如果步驟(6)返回的結(jié)果為假，則運行步驟(4)。
9.如權(quán)利要求8所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，步驟(6)中使用力值-位移序列確定屈服力的方法包括如下步驟: (61):如果位移序列中元素的個數(shù)為0，或者夾具位移小于0，函數(shù)返回假； (62):計算夾具位移的0.2%對應(yīng)的值foffset02 ； (63):使用GetMinDistance方法計算位移序列中距離步驟(62)計算出的foffset02最近的值在位移序列中的索引ilndex02 ； (64):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/2的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndex50 ； (65):使用GetMinDistance方法計算距離力值序列中最大力m_Maxforce*l/10的值最近的值在力值序列中的索引iMaxIndexlO ； (66):求出力-位移曲線中鋼筋塑性變形的斜率；其計算步驟為:首先求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)力值的差vl ;再求出索引iMaxIndex50與索引iMaxIndexlO對應(yīng)位移的差v2,斜率=vl/v2 ； (67):使用GetCloseSlopelndex方法求出力-位移曲線中，在索引ilndex02之后,力值與索引ilndex02位移的斜率距離最小的點在力值序列中的索引iYieldlndex ; (68):上下屈服力索引均取步驟(67)中求出的索引iYieldlndex; (69):函數(shù)返回真。
10.如權(quán)利要求9所述的鋼筋屈服力的計算方法，其特征在于，步驟(4)中使用力值變化率計算屈服力的方法包括如下步驟: (41):從力值序列中求出符合屈服上下閥值的屈服力區(qū)間；屈服力區(qū)間的值落在最小屈服力閥值與最大屈服力閥值之間； (42):如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為1，上下屈服力均取該元素的值；如果屈服力區(qū)間中元素個數(shù)為2，上下屈服力均取屈服力區(qū)間最后一個元素的值；函數(shù)返回； (43):求取屈服力集合中斜率的集合；斜率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值； (44):求取屈服力斜率集合中斜率變化率的集合；斜率變化率的計算方法為:取屈服力區(qū)間中后一個元素與前一個元素的差值； (45):求取屈服力斜率變化率中的最大值在力值序列中的索引iYieldlndex; (46):上下屈服力索引均取索引iYieldlndex； (47):函數(shù)返回。
【文檔編號】G06F19/00GK104298861SQ201410491881
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】王彤, 王輝麟, 徐成偉, 張德強, 李亞群, 王榮波, 陳中雷, 白根亮, 陳長春, 陳杰, 王志華, 韓巍巍, 安然, 劉北勝, 龔翔飛, 陳寶花 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院電子計算技術(shù)研究所, 北京經(jīng)緯信息技術(shù)公司