基于裸拱变形为控制目标的索力计算方法研究的开题报告一、研究背景和意义索力计作为一种常见的力学测量仪器，广泛应用于桥梁、地基、船舶等工程结构中的结构安全监测和最大承载力计算等方面。对于索力计的设计和使用，其中一个重要问题就是如何准确计算索力。传统的索力计计算方法主要基于牛顿第二定律和杆件硬度假设，使用设备逐点测量和模拟分析等方式进行计算，但这种方法存在计算值精度低、工作量大、测量时间长等问题。基于此，本研究提出了一种基于裸拱变形为控制目标的索力计算方法，它基于结构变形的物理特性，利用裸拱变形参数作为索力计算的控制目标，从而提高了计算精度和计算效率。本研究旨在通过实验和数值模拟的方法验证该方法的可行性，探究该方法的计算精度和计算效率，并为索力计的设计和使用提供更加准确和有效的计算方法。二、研究内容和方法本研究的主要内容包括：1.设计并制作用于实验验证的裸拱模型和索力计模型2.通过实验和数值模拟方法获取裸拱模型的变形参数，建立裸拱变形和索力之间的数学模型3.设计和开发一种基于裸拱变形为控制目标的索力计算程序，并进行计算精度和计算效率的验证本研究的方法包括：1.裸拱模型的制作和测量：采用激光测量仪、位移传感器等设备对实验裸拱模型的变形进行实时测量，获取裸拱变形参数。2.数值模拟：使用ANSYS等有限元软件对裸拱模型进行数值模拟，获取裸拱变形参数。3.索力计算方法的开发：根据裸拱变形参数建立数学模型，设计计算程序，并通过实验和数值模拟验证计算精度和计算效率。三、研究预期结果本研究的预期结果包括：1.验证基于裸拱变形为控制目标的索力计算方法的可行性，提高索力计算的精度和效率。2.探究裸拱变形和索力之间的数学模型，为索力的计算提供理论支持。3.提出针对该方法的实用建议，为索力计设计和使用提供参考。四、研究计划本研究将于2022年9月开始，预计于2024年6月完成。具体研究计划如下：1.2022年9月-2023年6月：完成裸拱模型的制作及相关实验数据的收集；2.2023年6月-2023年9月：对实验数据进行分析，建立裸拱变形和索力之间的数学模型；3.2023年9月-2024年3月：开发基于裸拱变形为控制目标的索力计算程序，并进行计算精度和计算效率的验证；4.2024年3月-2024年6月：完成研究论文的撰写和答辩准备工作。五、参考文献1.徐裕国.桥梁监测工程方法[M].中国建筑工业出版社,2015.2.李新.桥梁结构稳定性研究及索力监测方法[D].同济大学,2007.3.王华强,马荣华,邬浩,等.基于液压传感器的大跨径斜拉桥索力实时监测[J].桥梁建设,2015,45(1):43-46.4.谭天龙,王佳,马龙辉,等.基于FEM的斜拉桥索力计算方法研究[J].交通运输工程学报,2019,19(5):1-8.