1.一种膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于,包括:
机架;
张拉机构,所述张拉机构安装于所述机架,所述张拉机构用于对待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的膜面;
冰雹发射机构,所述冰雹发射机构连接于所述机架,并置于所述膜面的上方位置,所述冰雹发射机构用于发射冰雹至所述膜面上;以及
信号采集机构,所述信号采集机构连接于所述机架,所述信号采集机构包括激光位移传感器,所述激光位移传感器置于所述膜面的下方位置。
2.根据权利要求1所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述机架为十字形张拉架,所述机架形成有四个间隔对称设置的安装端;
四个所述张拉机构分别安装于四个所述安装端。
3.根据权利要求2所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述张拉机构包括夹持装置和电液推拉杆;
所述夹持装置用于夹持所述待测膜结构,所述电液推拉杆安装于所述安装端;
所述电液推拉杆用于驱动所述夹持装置移动,使得所述夹持装置对所述待测膜结构张拉并形成具有稳定预张力的膜面。
4.根据权利要求3所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述夹持装置包括上夹板和下夹板;
所述上夹板可拆卸地连接于所述下夹板,所述待测膜结构置于所述上夹板与所述下夹板之间;
所述电液推拉杆连接于所述下夹板。
5.根据权利要求1所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述冰雹发射机构包括支架、冰雹发射器和空气压缩机;
所述支架连接于所述机架,所述冰雹发射器连接于所述支架并置于所述机架的中心位置的正上方,所述空气压缩机连接于所述冰雹发射器。
6.根据权利要求5所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述冰雹发射器包括冰雹发射管,所述空气压缩机连接于所述冰雹发射管,所述冰雹发射管内安装有微型测速装置。
7.根据权利要求6所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述信号采集机构还包括信号处理模块,所述信号处理模块电性连接于所述激光位移传感器。
8.根据权利要求4所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述机架形成有固定架,所述固定架位于所述安装端的中心下方位置,所述激光位移传感器连接于所述固定架。
9.根据权利要求6所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置,其特征在于:
所述微型测速装置为速度传感器。
10.一种膜结构的冰雹冲击荷载的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
将待测膜结构进行裁剪固定到权利要求1-9所述的膜结构的冰雹冲击荷载的测量装置上;
通过所述张拉机构对所述待测膜结构进行张拉并形成具有稳定预张力的膜面;
通过所述冰雹发射机构以v速度发射冰雹至所述膜面上,
其中v由经验公式
cd为阻曳系数,对于光滑圆球形冰雹,
当0.5cm≤d≤5cm时,cd=0.41d0.185;当5cm≤d≤7.5cm时,cd=0.575-0.0208(d-4)2;当6.4cm≤d≤16cm时,cd=0.109d0.253;
通过所述信号采集机构获取所述冰雹接触所述膜面的第一时刻t1和所述膜面在所述冰雹的冲击下达到最大位移时的第二时刻t2,从而得出冰雹冲击所述膜面的作用时间τ=t2-t1;
将作用时间τ=t2-t1和