基于八面体的三维应变花装置及测试方法与流程

技术特征：

1.一种基于八面体的三维应变花装置，其特征是：该装置包括一个八面体基座(3)、六个应变片固定杆(2)、六个常规应变片(4)、以及若干数据导线(5)；所述八面体基座(3)六个相互独立面的法线方向上布置有六个应变片固定杆(2)，六个应变片(4)分别用防水胶体(7)粘贴于应变片固定杆(2)；六个应变片(4)的数据导线(5)分别穿过八面体基座六个面上设有的数据导线孔(1)，经由基座底面设有的导线汇总孔(8)穿出，将汇总穿出的导线与数据采集仪相连接。

2.根据权利要求1所述基于八面体的三维应变花装置，其特征是：所述应变片固定杆(2)是通过ppc塑料制造的管件，固定杆(2)的刚度大于待测材料刚度且小于八面体基座(3)的刚度。

3.根据权利要求1所述基于八面体的三维应变花装置的测试方法，该方法包括以下步骤：

(1)将所述基于八面体的三维应变花装置放置于建筑材料内部并连接于数据采集仪；

(2)根据八面体基座(3)六个面的法线方向与三维坐标轴之间的夹角分别得到六个常规应变片(4)的方向余弦，得到转换矩阵T及其逆矩阵T^-1；

(3)由所述数据采集仪得到六个应变读数，即ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆；

(4)将步骤(2)得到的逆矩阵T^-1与步骤(3)得到的六个应变读数做乘积，得到所述建筑材料内部一点的三维应变状态，具体公式为：

ε_j＝T^-1ε_k (1)

式(1)中

ε_j＝{ε_x ε_y ε_z ε_xy ε_yz ε_xz}^-1 (2)

ε_x、ε_y、ε_z、ε_xy、ε_yz、ε_xz分别表示测试点的应变状态的三个正应变分量和三个剪应变分量；

ε_k＝{ε₁ ε₂ ε₃ ε₄ ε₅ ε₆}^-1 (3)

ε₁、ε₂、ε₃、ε₄、ε₅、ε₆分别表示六个应变实测值；

式(1)中T^-1为：

$T^{-1}=\left\{\begin{array}{cccccc}0& 0& 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 2& 0& -1& -1\\ 2& 0& 0& -1& 0& -1\\ 0& 2& 0& -1& -1& 0\end{array}\right\}.$