專利名稱：：用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及用于轉(zhuǎn)動葉片的應(yīng)變儀組件。更確切地說，本發(fā)明涉及用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力和應(yīng)變的應(yīng)變儀裝置及方法、確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法、以及作為驗收標準的評價轉(zhuǎn)動葉片的方法。
背景技術(shù)：
：轉(zhuǎn)動葉片，例如高速轉(zhuǎn)動葉片，表現(xiàn)出高轉(zhuǎn)動力并因此而在實際使用環(huán)境下易遭受各種應(yīng)力。例如，具有轉(zhuǎn)動攪拌機葉片的攪拌機典型地被用以攪拌或混合各種物質(zhì)，典型地為食品、液體、甚至冰。攪拌冰對于攪拌機葉片來說是最極端的工作環(huán)境之一。因而，這種攪拌機葉片在長期使用中易于疲勞失效。轉(zhuǎn)動葉片典型地由諸如鋼這樣的材料制成，足以抵抗諸如高剪切及沖擊力這樣的極端工作環(huán)境。結(jié)果，由于轉(zhuǎn)動葉片常常工作于極端的工作環(huán)境下，故評價或測量正?；驑O端工作環(huán)境下轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力是困難的。另外，由于轉(zhuǎn)動葉片所遭受的轉(zhuǎn)速和經(jīng)常工作于其中的苛刻環(huán)境，所以在實際使用期間測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力和應(yīng)變是困難的，而上述兩種情況均不利于使用常規(guī)的測量儀器或技術(shù)。在轉(zhuǎn)動葉片的典型工作環(huán)境下，諸如應(yīng)變儀這樣的測量儀器可能因轉(zhuǎn)動葉片的工作環(huán)境而在實體上受損或被毀壞，并且可能因流體的導(dǎo)電性而短路，其中所述流體可能與此類轉(zhuǎn)動葉片相接觸，例如像在混合與轉(zhuǎn)動攪拌機葉片相關(guān)的飲料時那樣。因此，評價或確定任何特定設(shè)計的轉(zhuǎn)動葉片的工作壽命或疲勞壽命，或者制定與疲勞失效相關(guān)并用于轉(zhuǎn)動葉片制造中的任何驗收標準都是困難的。因而，仍然具有如下需求即需要提供一種用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置、一種評價轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法、以及一種用6于評價轉(zhuǎn)動葉片而可使用戶能夠確定這種轉(zhuǎn)動葉片是否滿足最低制造或其它驗收標準的方法。
發(fā)明內(nèi)容在一實施方式中，本發(fā)明提供一種用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置，其包括應(yīng)變儀組件，該應(yīng)變儀組件包括用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)變的應(yīng)變儀，和連接至應(yīng)變儀的導(dǎo)線；連接至轉(zhuǎn)動葉片的轉(zhuǎn)軸；以及連接至轉(zhuǎn)軸和導(dǎo)線的滑環(huán)(slipring)。在另一實施方式中，本發(fā)明提供一種用于測量安裝在攪拌機內(nèi)的攪拌機葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置，該應(yīng)變儀包括固定于攪拌機葉片上的應(yīng)變儀；連接至攪拌機葉片并延伸穿過攪拌機的上部的轉(zhuǎn)軸；連接至應(yīng)變儀并沿轉(zhuǎn)軸布線的導(dǎo)線；以及連接至導(dǎo)線和攪拌機的上部的轉(zhuǎn)軸的滑環(huán)。在又一實施例中，本發(fā)明提供一種測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的方法，該方法包括以下步驟將具有導(dǎo)線的應(yīng)變儀固定在安裝于葉片軸上的轉(zhuǎn)動葉片上；將轉(zhuǎn)軸連接至隨其轉(zhuǎn)動的葉片軸上；將具有滑環(huán)線的滑環(huán)連接至轉(zhuǎn)軸；將導(dǎo)線沿轉(zhuǎn)軸布置并且將導(dǎo)線連接至滑環(huán)；以及將滑環(huán)線連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在進一步的實施例中，本發(fā)明提供一種確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法，該方法包括以下步驟獲得實際使用環(huán)境下的轉(zhuǎn)動葉片的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)；將該原始應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組；獲得模擬使用環(huán)境下的轉(zhuǎn)動葉片上的模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)；將該模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組；以及評價所述第一和第二數(shù)據(jù)組以確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命。在另一實施例中，本發(fā)明提供一種評價轉(zhuǎn)動葉片的方法，該方法包括以下步驟獲得實際使用環(huán)境下的轉(zhuǎn)動葉片的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)；將該原始應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組；獲得模擬使用環(huán)境下的轉(zhuǎn)動葉片上的模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)；將該模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組；評價所述第一和第二數(shù)據(jù)組以確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命；以及將所述疲勞壽命與預(yù)定疲勞壽命值進行比較。結(jié)合附圖，上面的簡要說明以及下面的詳細說明將被更好地理解。出于示例性說明本發(fā)明的目的，附圖中示出了本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例。然而，應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于所示的具體裝置和手段。其中圖l是傳統(tǒng)電動攪拌機的正視圖2是圖1中所示的傳統(tǒng)電動攪拌機的攪拌機葉片的立體圖3是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的安裝于攪拌機的應(yīng)變儀裝置的正視圖，其用于測量攪拌機葉片的應(yīng)變；圖4是圖3所示的應(yīng)變儀裝置的放大正視圖，其中為了清楚起見除去了攪拌機的一部分；圖5是圖4中所示的應(yīng)變儀裝置的應(yīng)變儀的進一步放大的正視圖，其安裝于圖3中所示的攪拌機的攪拌機葉片上；圖6是應(yīng)用于食品加工機時的圖4所示的應(yīng)變儀裝置的另一實施例；圖7是本發(fā)明的另一實施例的流程圖8是本發(fā)明另一實施例的流程圖9是本發(fā)明另一實施例的流程圖10示出了可應(yīng)用于本發(fā)明的葉片疲勞試驗裝置；圖ll是例I的攪拌機葉片X的應(yīng)力-周期數(shù)曲線(aStressv.Numberofcyclescurve)■，圖12是例I的攪拌機葉片X的原始的隨時間變化的應(yīng)力數(shù)據(jù)(Rawtimehistorystressdata);圖13是例I的攪拌機葉片X上所測得的交變應(yīng)力周期的雨流柱狀圖；圖14是例II的攪拌機葉片Y的應(yīng)力-周期數(shù)曲線；圖15是例II的攪拌機葉片Y的原始的隨時間變化的應(yīng)力數(shù)據(jù)；圖16是例II的攪拌機葉片Y上所測得的交變應(yīng)力周期的雨流柱狀圖。具體實施例方式8在下面的說明書中使用特定的術(shù)語僅出于方便而非限制的目的。詞語"右"、"左"、"下"、"上"。詞語"向內(nèi)"和"向外"分別指朝向和遠離部件的幾何中心的方向。所述術(shù)語包括上面明確提及的詞及其派生詞和近似詞。另外，本說明書中所用的詞語"一"意指至少一個。在一實施例中，本發(fā)明涉及一種用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置。轉(zhuǎn)動葉片可以是被構(gòu)造為繞軸轉(zhuǎn)動的任何葉片，諸如攪拌機葉片、食品加工葉片、混合葉片、渦輪葉片、螺旋槳葉片、切割葉片、割草機葉片、風機葉片等。僅通過示例性而非限制性，現(xiàn)以應(yīng)用于轉(zhuǎn)動攪拌機葉片為例來描述用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置。應(yīng)該理解，本發(fā)明的應(yīng)變儀裝置可應(yīng)用于各種轉(zhuǎn)動的葉片(即轉(zhuǎn)動葉片)。而且，盡管本發(fā)明將針對應(yīng)變儀而被描述，可預(yù)期當前已知的或?qū)㈤_發(fā)的能夠測量應(yīng)力、應(yīng)變或疲勞的任何其它量器或裝置都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。參照圖l和圖2，均使用附圖標記IO指示的傳統(tǒng)電動攪拌機包括攪拌才幾罐12、蓋14和底座16。攪拌才幾罐12在其底部i殳置有攪拌才幾葉片18(即轉(zhuǎn)動葉片)。底座16內(nèi)裝有電動機(未示出)，當攪拌機罐12被裝配于底座16時，該電動機驅(qū)動攪拌機葉片18。攪拌機葉片18被安裝于攪拌機葉片軸28上，該攪拌機葉片軸28反而纟皮電動機驅(qū)動從而轉(zhuǎn)動攪拌機葉片18并在罐12內(nèi)攪拌食物。參照圖3-5,本實施例的優(yōu)選的應(yīng)變4義裝置20包括應(yīng)變^[義組件30、轉(zhuǎn)軸22、滑環(huán)24和圍繞轉(zhuǎn)軸22的套管26。應(yīng)變儀組件30包括應(yīng)變儀32和從應(yīng)變儀32伸出的一對導(dǎo)線34(為了方便僅示出一個導(dǎo)線)。導(dǎo)線34傳輸由應(yīng)變儀32產(chǎn)生的電信號。應(yīng)變4義典型地一皮用于測量應(yīng)力，其在本領(lǐng)域是熟知的，因而對于徹底理解本發(fā)明來i兌，不必詳細解釋這種應(yīng)變儀的結(jié)構(gòu)和操作。然而，典型的應(yīng)變儀包括箔式應(yīng)變儀、半導(dǎo)體式應(yīng)變儀、荷重式(loadcell)應(yīng)變儀等。應(yīng)變儀被用以測量物體的形變(應(yīng)變)。例如，用箔式應(yīng)變儀，應(yīng)變儀被附貼于物體上，而當物體變形時測量應(yīng)力。當物體形變時，箔片變形引起其電阻變化?？蛇x地，惠斯通電橋(Wheatstonebridge)33也可被用以探測和/或放大與電阻變化相關(guān)聯(lián)的電壓變化。如圖4所示，應(yīng)變儀32可選地包括惠斯通電橋33和放大器35,以便增大信號強度和減小由應(yīng)變儀32測得的噪聲?；菟雇姌?3和放大器35有利地減小由于應(yīng)變儀32信號干擾而形成的電壓，該干擾來自于在典型攪拌機試驗環(huán)境中可能遭受的電磁場或其它電干擾。回到圖4,轉(zhuǎn)軸22被設(shè)置為與攪拌機葉片18和攪拌機葉片軸28可連接，并在使用中隨攪拌機葉片軸28和攪拌機葉片18—起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)軸22優(yōu)選地通過使內(nèi)外螺紋(未示出)緊密配合而被連接至攪拌機葉片軸28上。例如，轉(zhuǎn)軸22可配置外(male)螺紋而攪拌機葉片軸28可配置相應(yīng)的內(nèi)(female)螺紋?；蛘撸D(zhuǎn)軸22可通過任何其它連接而一皮連接至攪拌機葉片軸28上，其中該連接足以牢固地將轉(zhuǎn)軸22安裝到攪拌機葉片軸28上，從而使得轉(zhuǎn)軸22隨攪拌機葉片軸28—起轉(zhuǎn)動。這種連接可包括卡口連接(bayonetconnection)、快速連接(quickconnection)、卡扣(snapfit)、錐形鎖(taperlock)或者足以滿足預(yù)期用途的任何其它連接。轉(zhuǎn)軸22可以是縱向構(gòu)件，并且可以具有任何適宜于其預(yù)期用途的結(jié)構(gòu)。例如，轉(zhuǎn)軸22可以是具有正方形或六角形橫截面或者具有能夠耐受轉(zhuǎn)軸22所遭遇的典型工作環(huán)境的任何橫截面結(jié)構(gòu)的小直徑圓形橫截面軸。轉(zhuǎn)軸22的長度優(yōu)選地使其足以從與攪拌機葉片軸28和攪拌機葉片18的連接延伸至與滑環(huán)24的連接。優(yōu)選地由鋼制成的轉(zhuǎn)軸22可以由適宜于其預(yù)期用途的任何材料構(gòu)成，例如金屬、聚合材料或合成材料?；h(huán)24可以是任何傳統(tǒng)類型的滑環(huán)，其涉及固定部分和轉(zhuǎn)動部分之間的電力和/或電信號的傳輸?；h(huán)在本領(lǐng)域通常是熟知的，因而對于完全理解本申請來說，不必詳細解釋滑環(huán)的結(jié)構(gòu)和工作原理。然而，典型的滑環(huán)包括通孔滑環(huán)、帽型滑環(huán)、高速滑環(huán)、大直徑滑環(huán)、光纖旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(fiberopticrotaryjoint)滑環(huán)、多扭轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)帽型滑環(huán)(poly-twistortwistcapsulesslipring)、車用滑環(huán)(vehicularslipring)等。典型的滑環(huán)包括安裝在軸上并與其絕緣的導(dǎo)電圏或帶。環(huán)與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動部分進行電連接。固定觸點或刷子與環(huán)接觸，從而向系統(tǒng)的外部靜止部分傳輸電力和/或信號。在本實施例中，如圖4所示，滑環(huán)24包括固定部分24a和轉(zhuǎn)動部分24b。在優(yōu)選實施例中，滑環(huán)24還包括安裝于轉(zhuǎn)動部分24b的惠斯通電橋33和放大器35?；菟雇姌?3和放大器35有助于提高被傳輸給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37的數(shù)據(jù)質(zhì)量。一對滑環(huán)線36(出于方便僅示出一個)向數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37傳輸從滑環(huán)24輸出的電信號。例如，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37可以是計算機、可編程邏輯控制器、或者足以滿足其預(yù)期用途的任何本領(lǐng)域易于得知的其它設(shè)備。參照圖3,滑環(huán)24可通過安裝結(jié)構(gòu)23被安裝到蓋子14上。安裝結(jié)構(gòu)優(yōu)選地由剛性材料構(gòu)成，其中該剛性材料能夠安裝到傳統(tǒng)蓋子14上，并能夠與滑環(huán)24的固定部分24a接合從而在試驗和工作過程中將滑環(huán)24、轉(zhuǎn)軸22和導(dǎo)線34相對于攪拌機10固定。安裝結(jié)構(gòu)23可一皮構(gòu)造為安裝在傳統(tǒng)攪拌機蓋子進料孔(未示出)中，或者蓋子14可以特別適合于將安裝結(jié)構(gòu)23安裝于其上。安裝結(jié)構(gòu)23不限于剛性聚合結(jié)構(gòu)，可由能夠呈現(xiàn)出安裝結(jié)構(gòu)23的普通形狀、能夠抵抗安裝結(jié)構(gòu)23的正常工作環(huán)境、并且能夠?qū)⒒h(huán)24相對于攪拌機10固定的幾乎任何基本剛性的結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成。另外，安裝結(jié)構(gòu)23不限于被安裝到蓋子上，而且可以直接被安裝到罐子12或幾乎任何其它結(jié)構(gòu)上，例如在試驗過程中通常相對于攪拌機10固定的試驗設(shè)備。然而，安裝結(jié)構(gòu)23優(yōu)選地被安裝到蓋子14上，以便罐子12中的攪拌環(huán)境大體是罐子14中的典型的攪拌環(huán)境和流型模式的復(fù)制，從而使得攪拌機葉片18所經(jīng)受的應(yīng)力和應(yīng)變與正常使用中所經(jīng)受的應(yīng)力和應(yīng)變相似。參照圖4和5,套管或封罩26適宜于包封沿轉(zhuǎn)軸22布置的導(dǎo)線34。套管26可以是包繞轉(zhuǎn)軸22和/或?qū)Ь€34的柔性材料(例如，塑料套、橡膠體、箔等)，或者可以被構(gòu)造為剛性軸，該剛性軸通常具有沿著轉(zhuǎn)軸22而延伸的空腔，而流體不會進入該空腔。典型的套管26可以是環(huán)形套管，其內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)軸22和導(dǎo)線34的最大橫截面寬度。套管26優(yōu)選地被構(gòu)造為隨轉(zhuǎn)軸22同步轉(zhuǎn)動。然而，套管26也可纟皮構(gòu)造為不隨轉(zhuǎn)軸22轉(zhuǎn)動或者以與轉(zhuǎn)軸22不同的速度轉(zhuǎn)動。套管26為導(dǎo)線34和轉(zhuǎn)軸22提供罩，并且進一步為導(dǎo)線提供防水罩。這樣有利地減小了如下事實發(fā)生的可能ii性即試驗時電流可能^v導(dǎo)線34流入攪拌才幾10內(nèi)用于測試的流體中，并且由此而損害任何測試結(jié)果，例如通過在導(dǎo)線34之間并沿其長度方向上的任何一處地方引發(fā)短路。在另一實施例中，套管26可被構(gòu)造為主要封罩沿轉(zhuǎn)軸22布置的導(dǎo)線34,例如導(dǎo)線柔性套。套管26可由金屬、合成物、聚合材料或幾乎任何其它材料構(gòu)成，其中的任何其他材料能夠呈現(xiàn)套管26的普通形狀、能夠展現(xiàn)套管26的優(yōu)選功能、并能夠抵抗套管26所經(jīng)受的典型工作環(huán)境。優(yōu)選地，套管26由聚合材料構(gòu)成，諸如環(huán)氧樹脂材料、熱縮塑料殼(例如聚氯乙烯基塑料膜)或者任何其它防水膜等。應(yīng)變儀裝置20還可以包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37,例如計算機或可編程邏輯控制器，以便測量、獲取和/或記錄由應(yīng)變儀組件30所測得的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37還可一皮配置(例如用各種軟件程序，例如nCcodeGlyphWorks)成用以分析該數(shù)據(jù)。在工作中，應(yīng)變儀裝置20被裝備到攪拌機葉片18上。也就是說，應(yīng)變儀裝置20經(jīng)轉(zhuǎn)軸22被連接至攪拌機葉片軸28上。應(yīng)變儀32使用將應(yīng)變儀32固定于攪拌葉片18的粘合劑或其它粘著機構(gòu)(例如粘接劑或夾鉗表(gaugedamp))被固定于攪拌機葉片18,以便使用中當攪拌機葉片18撓曲、變位或變形時，應(yīng)變4義可變形。應(yīng)變4義32和它們的與各表面連接的方法在本領(lǐng)域是7>知的，而對于徹底理解本發(fā)明而言，不必詳細說明用于連接傳統(tǒng)應(yīng)變儀的各種方法。優(yōu)選地，應(yīng)變儀32被粘附于攪拌機葉片18的基于工程原理，例如有限元分析、疲勞模式分析等，而具有最高預(yù)感應(yīng)力的區(qū)域中，并且還優(yōu)選地被安裝在葉片18上的如下位置即在此位置諸如冰塊這樣的碎片的潛在影響很小從而減小碎片剝離(delaminate)或影響應(yīng)變儀32或者損壞/斷開導(dǎo)線34的可能性。應(yīng)變儀32不限于被連接至攪拌機葉片18的預(yù)感的最高應(yīng)力位置，而且可以被置于葉片的如下位置預(yù)想與攪拌機食物中碎片的接觸較低的位置、預(yù)感到攪拌機葉片18的疲勞的位置，或沿攪拌機葉片18的幾乎任何位置，只要可在使用和試驗中監(jiān)視該位置的應(yīng)力和應(yīng)變。導(dǎo)線34優(yōu)選地被纏繞在轉(zhuǎn)軸22長度上，并被連接至滑環(huán)24的轉(zhuǎn)動部分24b。優(yōu)選地，導(dǎo)線34沿轉(zhuǎn)軸22線圏式布置。套管26可裙」故置或疊置并覆于轉(zhuǎn)軸22和導(dǎo)線34上，從而將導(dǎo)線34固定到位并保護導(dǎo)線34免于遭受攪拌機10內(nèi)苛刻的攪拌環(huán)境的影響。例如在希望獲得諸如約20,000RPM的每分鐘非常高轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)的應(yīng)力數(shù)據(jù)時，這種配置有利地保護了應(yīng)變儀組件30免受攪拌機10內(nèi)的工作環(huán)境的影響。另外，導(dǎo)線34優(yōu)選地環(huán)繞在轉(zhuǎn)軸22上，使得轉(zhuǎn)軸22的任何扭轉(zhuǎn)變位(torsionaldeflection)通常將導(dǎo)線34從轉(zhuǎn)軸22上松開，而與纏緊轉(zhuǎn)軸22而潛在地損壞導(dǎo)線34或?qū)Ь€34與應(yīng)變儀32的連接相反。例如，在試驗中，如果攪拌機葉片18碰撞大塊冰而使轉(zhuǎn)軸22遭受扭轉(zhuǎn)變位，則導(dǎo)線34優(yōu)選地將具有從轉(zhuǎn)軸22松開而補償該扭轉(zhuǎn)變位的趨勢。應(yīng)變儀32優(yōu)選地粘附于攪拌機葉片18上并包覆有諸如環(huán)氧樹脂的覆膜38,如圖5中所示。在攪拌機10內(nèi)的工作環(huán)境中，有利地，覆膜38(例如，環(huán)氧樹脂)為應(yīng)變儀32提供保護。覆膜38還為應(yīng)變儀32和/或?qū)Ь€34提供防水，因為在試驗中，攪拌機葉片18和應(yīng)變儀裝置20典型地易遭遇流體，這對應(yīng)變儀38、導(dǎo)線34和整個應(yīng)變儀裝置20的工作和/或功能有不利的影響。例如，如果沒有優(yōu)選的覆膜38,則在試驗中，有可能電流可從應(yīng)變儀32流入應(yīng)變儀32周圍的流體，由此因?qū)?yīng)變儀32引發(fā)短路而有損試驗結(jié)果。然而，覆膜38不限于被包括在應(yīng)變儀裝置20中，并且尤其不限于提供防水特性的環(huán)氧樹脂，而可以由幾乎任何材料構(gòu)成，其中該材料能夠包覆導(dǎo)線34和/或應(yīng)變儀32,或者為其提供保護或粘附/安裝特性。典型的覆膜包括GageKote、M-Bond、M-Coat、和RTV覆膜，它們都可從賓夕法尼亞州(PA)Malvem的VishayIntertechnologyInc.公司獲得。圖6示出了本實施例的應(yīng)用于食品加工機100的食品加工葉片118的應(yīng)變儀裝置20。應(yīng)變儀裝置20可配置食品加工機100,類似于上面實施例的電動攪拌機10。食品加工機100可以是任何傳統(tǒng)的食品加工機，其包括食品加工罐112、蓋子114和底座116。底座116裝有電動才幾(未示出)，當食品加工機罐112被裝配于底座16時，該電動機驅(qū)動食品加工才幾葉片118。食品加工才幾葉片118凈皮安裝于食品加工才幾葉片軸128，該13食品加工才幾葉片軸128隨之被電動才幾驅(qū)動從而轉(zhuǎn)動食品加工才幾葉片118以力口工食品。如圖7的流程圖所示，本發(fā)明還提供一種測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的方法。在實施該方法中，具有導(dǎo)線34的應(yīng)變儀32被固定在安裝于葉片軸28的轉(zhuǎn)動葉片上(步驟110),并且轉(zhuǎn)軸22被連接至葉片軸28(步驟112)。轉(zhuǎn)軸22優(yōu)選地被連接至葉片軸28,使得轉(zhuǎn)軸和葉片軸28基本共驟114)。應(yīng)變儀導(dǎo)線34被沿轉(zhuǎn)軸22布置并連接至滑環(huán)24(116)。接著，滑環(huán)線36被連接至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37(例如，計算機)，從而測量和/或記錄轉(zhuǎn)動葉片工作時的應(yīng)力數(shù)據(jù)(步驟118)。該方法進一步可包括用諸如環(huán)氧樹脂的覆膜38包覆應(yīng)變儀32的步驟。該方法還可包括包覆沿轉(zhuǎn)軸22布置的導(dǎo)線34的步驟。封罩可以是如上面實施例所描述的套管26。如圖8中所示，本發(fā)明進一步提供一種確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法。如通常所理解的術(shù)語"疲勞壽命"或"疲勞失效"是指出現(xiàn)結(jié)構(gòu)毀壞例如破裂或斷裂之前部件可抵抗的疲勞周期數(shù)。一般而言，"疲勞"是當材料經(jīng)受周期載荷時出現(xiàn)的逐漸的局部化的結(jié)構(gòu)損傷。在本實施例中，在實際使用環(huán)境下獲得轉(zhuǎn)動葉片上的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)(步驟210)。在測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力中，如上所描述的應(yīng)變儀裝置20被用于測量實際使用環(huán)境下的轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力。典型地以千磅/平方英寸(ksi)(即，MPa)-時間(即，秒)測得原始應(yīng)力數(shù)據(jù)。接著，原始應(yīng)力數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組(步驟212)。通過首先將原始數(shù)據(jù)換算成雨流柱狀圖而轉(zhuǎn)換原始數(shù)據(jù)組。這可用諸如nCodeGlyphWorks軟件的計算機軟件或數(shù)字方法完成。接著雨流柱狀圖的非零平均應(yīng)力(nonzeromeanstress)被歸一化至等零平均應(yīng)力(equivalentzeromeanstress)凄t4居纟且?！坟昂?，等零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)組被分組到共同歸一化零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)范圍的計數(shù)中。而后，在模擬使用環(huán)境下獲得模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)(步驟214)。通過屈撓試驗機(flextester)或疲勞試驗裝置，例如圖10中所示的疲勞試驗裝置900，可產(chǎn)生這種模擬使用環(huán)境。疲勞試驗裝備包括葉片設(shè)備910、檢測最終葉片失效的葉片傳感器位置912、葉片尖夾具(bladetipgrip)914、14振蕩位移傳感器(未示出)、和振蕩器916。振蕩器916振蕩并將周期載荷施加在轉(zhuǎn)動葉片918上，其中周期載荷經(jīng)由葉片尖夾具918附在轉(zhuǎn)動葉片上。疲勞試驗裝置900特別地被配置成疲勞試驗轉(zhuǎn)動葉片918,然而，試驗裝備以及其結(jié)構(gòu)和操作在本領(lǐng)域是公知的，因而對于徹底理解本發(fā)明來說，不必詳細解釋它們。在工作中，疲勞試驗裝置900將用于固定位移的固定周期載荷施加于轉(zhuǎn)動葉片918。而后，基于轉(zhuǎn)動葉片918的變位量確定轉(zhuǎn)動葉片918上的應(yīng)力，該變位量與應(yīng)力的相互關(guān)系依據(jù)于校準應(yīng)力-變位曲線。另一種方案，可通過為轉(zhuǎn)動葉片918裝備諸如應(yīng)變儀的應(yīng)變測量設(shè)備來確定轉(zhuǎn)動葉片918上的應(yīng)力。典型地，評價模擬使用環(huán)境下的一個或多個葉片，從而確定葉片疲勞周期數(shù)的統(tǒng)計平均值和標準偏差。獲得模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)作為給定應(yīng)力或應(yīng)力范圍下的轉(zhuǎn)動葉片疲勞周期數(shù)(也稱為轉(zhuǎn)動葉片的最大壽命)。而后，模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組(步驟216)。第二數(shù)據(jù)組可以是由此而得到的應(yīng)力-疲勞周期數(shù)數(shù)據(jù)曲線，也稱為應(yīng)力-疲勞壽命曲線(S-N曲線)或Wohler曲線。S-N曲線是周期應(yīng)力(S)量級對疲勞周期(N)的對數(shù)標度的曲線圖。而后，評價第一和第二數(shù)據(jù)組從而確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命(步驟218)。這通過使用Miner準則比較第一和第二數(shù)據(jù)組完成。也就是說，通過將公共零平均應(yīng)力數(shù)的比率總數(shù)轉(zhuǎn)化為預(yù)定數(shù)據(jù)范圍的最大壽命來計算疲勞周期數(shù)。在另一實施例中，如圖9所示，本發(fā)明提供一種評價轉(zhuǎn)動葉片的方法。即，本實施例提供一種評價轉(zhuǎn)動葉片以評定特定葉片是否滿足預(yù)定疲勞標準而無需在實際使用環(huán)境下進行隨后的試驗，例如其中的特定葉片來自杏匕量生產(chǎn)、生產(chǎn)拋售(manufacturingrun)、方法^人i正(processvalidation)或替4灸供應(yīng)商(alternatevendor)。在該實施例中，接著，原始應(yīng)力數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組(步驟312)。而后，轉(zhuǎn)動葉片的模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組(步驟316)。然后，評價第一和第二數(shù)據(jù)組從而確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命(步驟318)。而后，將疲勞壽命與預(yù)定疲勞壽命驗收標準進行比較來評定轉(zhuǎn)動葉片疲勞壽命是否滿足預(yù)定疲勞壽命值驗收標準(步驟320)。例如，如果預(yù)定疲勞壽命驗收標準是5,000周期，則疲勞壽命大于5,000周期的任何確定值將很好地滿足疲勞壽命驗收標準。在實施本實施例中，典型地，每一葉片"i殳計或幾何結(jié)構(gòu)僅獲耳又一次原始應(yīng)力數(shù)據(jù)，因為與收集模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)相比，這通常是勞動非常密集和昂貴的過程。因而，本發(fā)明的評價轉(zhuǎn)動葉片的方法有利地考慮到源自各糸匕量生產(chǎn)、生產(chǎn)4旭售(manufacturingrun)、方';去i人i正(processvalidation)或替換供應(yīng)商(alternatevendor)的轉(zhuǎn)動葉片的高效和成本有效評定，從而易于確定這種轉(zhuǎn)動葉片是否很好地滿足預(yù)定疲勞驗收標準而無需在實際使用環(huán)境下進行實時和昂貴的試驗。應(yīng)用于本發(fā)明的疲勞理論在本領(lǐng)域是公知的，因而對于徹底理解本發(fā)明來說，不必詳細解釋各種方法。然而，典型的固定疲勞理論包括雨流計數(shù)方法(也稱為雨流計數(shù)算法)。參見Downing,S.D.,Socie,D.F.SimpleRainflowCountingAlgorithms,InternationalJournalofFatigue,Vol.4,Issue1，January,pgs.31-40,(1982),在此處其公開的內(nèi)容通過引用而被并入相關(guān)部分。雨流計數(shù)法是熟知的技術(shù)，用在疲勞數(shù)據(jù)分析中以便將變動應(yīng)力"i普(spectrumofvaryingstresses)減少到一組簡單應(yīng)力反向(simplestressreversal)。其重要性是il可Miner準則的應(yīng)用，以使_評1介經(jīng)受復(fù)合載荷的結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。參見FundamentalsofMetalFatigueAnalysis,Bannatine,ComerHandrock(1990)和MetalFatigueinEngineering.Stephens,Fatemi，Stephens,Fuchs，2nd;&，在此處其/>開的內(nèi)容通過引用而被并入相關(guān)部分。也稱為Palmgren-Miner線性損傷準則的Miner準則i侖述了i普圖中有A個不同的應(yīng)力數(shù)值，&G^^:A"=周期應(yīng)力數(shù)值；A^周期數(shù))每一個作用于n,.(S,.)周期，那么如果A^"J是恒應(yīng)力反向Si的疲勞周期數(shù)，那么當臺y時，出現(xiàn)疲勞。典型地，通過實驗得到C在0.7和2.2之間，而對于常規(guī)16用途典型地々I設(shè)為1。基本地，Miner準則評定每一數(shù)值的反向應(yīng)力所消耗的疲勞壽命比例，接著形成其聚合的線性組合。還可接合雨流計數(shù)法使用Goodman方程來進行實驗疲勞數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。下列確定葉片疲勞壽命和評價轉(zhuǎn)動葉片的方法的例子將在下面通過示例性而非限制性的方式描述。例I下面是用于確定應(yīng)用于攪拌機X的轉(zhuǎn)動葉片疲勞壽命的方法的例子。與圖9中所示類似，第一攪拌機X受到葉片屈撓試驗變位振蕩器(即葉片疲勞試驗裝置)上的周期載荷。涉及攪拌機X的變位量被用以確定施加到攪拌機X上的應(yīng)力數(shù)值。為了確定周期載荷施加到攪拌機X的應(yīng)力范圍，初步評價實際使用環(huán)境下所觀測到的實際應(yīng)力。數(shù)(S-N)曲線圖上。周期數(shù)N代表直到疲勞失效為止的最大周期數(shù)，也被稱為葉片的最大壽命。如圖11中所示，而后，基于所測得的應(yīng)力而擴展(develop)S-N曲線。第二攪拌機X裝備有應(yīng)變儀裝置。而后攪拌機X經(jīng)歷實際使用環(huán)境而獲得如圖12所示的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)。圖12示出了當攪拌機X被用以攪拌菠蘿混合料時，攪拌機X上所測得的應(yīng)力，其中的混合料包括12盎司菠蘿汁、9盎司椰漿、3盎司奶油和30方形冰格塊(squareicetraycube)。圖12示出了在攪拌菠蘿混合料過程中所測得的攪拌機X的合成原始數(shù)據(jù)(resultingrawdata)。接著，使用nCodeGlyphworks軟件對原始應(yīng)力數(shù)據(jù)求根(extract)從而得出雨流柱狀圖。原始數(shù)據(jù)的雨流柱狀圖被顯示在圖13中。雨流柱狀圖示出了攪拌機X上所測得的交變應(yīng)力周期。參見文后所附各表。表l是圖13中數(shù)據(jù)的表格表示法。表2示出了非零平均計數(shù)至零平均應(yīng)力計數(shù)，即,離散區(qū)間(即，應(yīng)力范圍)雨數(shù)(n,)的歸一化雨流總數(shù)。表3表示平均和交變應(yīng)力的各離散組合的零平均應(yīng)力當量。頂行表示交變應(yīng)力(Sa)，而最左邊一列表示平均應(yīng)力(Sm)。為了計算各自交變應(yīng)力/平均應(yīng)力輸入值的疲勞應(yīng)力，Goodman方程被應(yīng)用于各離散組合(或區(qū)間)。方程1表示用于計算將恒載荷和恒平均應(yīng)力全部反向的疲勞點的轉(zhuǎn)換Goodman方程。方程1.A_+i=i&如下面所示，平均和交變應(yīng)力及材料的特性的關(guān)系可被用以將具有變動平均值的數(shù)據(jù)歸一化。方程2表示用以將非零平均雨流數(shù)據(jù)至零平均數(shù)據(jù)歸一化的轉(zhuǎn)換Goodman方程。方程2.S&艱一s(1一~輸入值交變應(yīng)力平均應(yīng)力最終張力—S25001S185000Sa=2,500psiSm=70,000psiSu=185，000psi=4022;^(等量零平均應(yīng)力疲勞應(yīng)力)表3中給出了攪拌機X所獲得的合成歸一化零平均應(yīng)力值。表3中的區(qū)格或區(qū)間對應(yīng)于表1中的區(qū)間。對于任何給定的歸一化應(yīng)力范圍，在表3中包括一組區(qū)間。例如，65ksi至70ksi的應(yīng)力范圍在表3中包括所有的方框區(qū)間。這些對應(yīng)于表l中的方框區(qū)間。表l中方框區(qū)間的總數(shù)是表2中所示的65至70的歸一化雨流數(shù)。對于這一范圍，僅有兩個非零區(qū)間(Sa=47,500ksi,Sm=50，000，數(shù)量-1)和(Sa=52,500ksi，Sm=40，000，數(shù)量=6)。這一應(yīng)力范圍的總周期數(shù)是1+6=7個歸一化零平均交變應(yīng)力具體值(occurrence)。18表4表示S-N曲線和攪拌機X的歸一化雨流總數(shù)的比較。該表比較了當以恒應(yīng)力級至實際數(shù)量的相同應(yīng)力級的具體值(即，應(yīng)力范圍)循環(huán)時，攪拌機X的最大壽命?；谶@一數(shù)據(jù)，接著利用Miner準則計算攪拌機X的總損傷。攪拌機X的損傷是所測具體值和最大壽命之比。損傷D,總和的倒數(shù)是攪拌機X的疲勞壽命。方程3.2)=^+:^+:^+...(Miner準則方程)Mw2M根據(jù)攪拌機X的S-N曲線，測試時小于30ksi的應(yīng)力值產(chǎn)生無限大壽命結(jié)果，N尸oo。因而，由于可忽略損傷，所以在預(yù)測計算中可不考慮它們。因而，所確定的攪拌機X的疲勞壽命是7,210攪拌周期。例II下面是用于評價應(yīng)用于攪拌機Y的轉(zhuǎn)動葉片疲勞壽命的方法的例子。在該例子中，評價攪拌機Y以確定攪拌機Y是否可以很好地滿足1.5或更大的安全系數(shù)。通過按照為攪拌機Y所評價的最大々欠料數(shù)分劃已確定的葉片疲勞壽命來計算安全系數(shù)。對于攪拌機Y,最大飲料數(shù)評價為5,500飲料(drinks)。與例I中的攪拌機X類似，第一攪拌機Y受到葉片屈撓試驗變位振蕩器上的周期載荷。而后，如圖14中所示，繪制合成S-N曲線，以及基于所測得的應(yīng)力而擴展(develop)的S-N曲線。接著，第二攪拌機Y裝備有應(yīng)變儀裝置。而后攪拌機Y經(jīng)歷實際使用環(huán)境而獲得如圖15所示的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)。圖15示出了當攪拌機Y被用以攪拌菠蘿混合料時，攪拌機Y上所測得的應(yīng)力，其中的混合料包括12盎司、菱蘿汁、9盎司椰漿、3盎司奶油和30方形冰^"塊。圖15示出了在攪拌菠蘿混合料過程中所測得的攪拌機Y的合成原始數(shù)據(jù)(resultingrawdata)。接著，使用nCodeGlyphworks軟件對原始應(yīng)力數(shù)據(jù)求根(extract)19從而得出雨流柱狀圖。原始數(shù)據(jù)的雨流柱狀圖被顯示在圖16中。雨流柱狀圖示出了攪拌機Y上所測得的交變應(yīng)力周期。表5是圖16中數(shù)據(jù)的表格表示法。表6示出了非零平均計數(shù)至零平均應(yīng)力計數(shù)，即，離散區(qū)間(即，應(yīng)力范圍)雨數(shù)(a)的歸一化雨流總數(shù)。表6表示平均和交變應(yīng)力的各離散組合的零平均應(yīng)力當量。頂行表示交變應(yīng)力(Sa)，而最左邊一列表示平均應(yīng)力(Sm)。為了計算各自交變應(yīng)力/平均應(yīng)力輸入值的疲勞應(yīng)力，Goodman方程被應(yīng)用于各離散組合(或區(qū)間)。與例I類似，轉(zhuǎn)換Goodman方程被用以將具有攪拌機Y的以下輸入值的非零平均雨流數(shù)據(jù)至零平均數(shù)據(jù)歸一化。輸入值交變應(yīng)力Sa=2,500psi平均應(yīng)力Sm=70，000psi最終張力Su=l85,000psi表7中給出了攪拌機Y所獲得的合成歸一化零平均應(yīng)力值。表7中的區(qū)格或區(qū)間對應(yīng)于表5中的區(qū)間。對于任何給定的歸一化應(yīng)力范圍，在表3中包括一組區(qū)間。例如，65ksi至70ksi的應(yīng)力范圍在表7中包括所有的方框區(qū)間。這些對應(yīng)于表5中的方框區(qū)間。表5中方框區(qū)間的總數(shù)是表2中所示的65至70的歸一化雨流數(shù)。對于這一范圍，僅有三個非零區(qū)間(Sa=67，500ksi,Sm=0，數(shù)量=1),(Sa=52，500ksi,Sm=-10，000,數(shù)量=4)和(Sa=55,500ksi，Sm=30，000,數(shù)量=1)。這一應(yīng)力范圍的總周期數(shù)是1+4+1=6個歸一化零平均交變應(yīng)力具體值(occurrence)。表8表示S-N曲線和攪拌機Y的歸一化雨流總數(shù)的比較。該表比較了當以恒應(yīng)力級至實際數(shù)量的相同應(yīng)力級的具體值(即，應(yīng)力范圍)循環(huán)時，攪拌機Y的最大壽命?；谶@一數(shù)據(jù)，接著利用Miner準則計算攪拌機Y的總損傷。攪拌機Y的損傷是所測具體值和最大壽命之比。損傷Di總和的倒數(shù)是攪拌機Y的疲勞壽命。20根據(jù)攪拌機Y的S-N曲線，測試時小于50ksi的應(yīng)力值產(chǎn)生無限大壽命結(jié)果，Nfoo。因而，由于可忽略損傷，所以在預(yù)測計算中可不考慮它們。因而，所確定的攪拌機Y的疲勞壽命是7，210攪拌周期。結(jié)果，安全系數(shù)是6,750/5,500=1.3。因而，攪拌機Y不滿足安全系數(shù)1.5。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，可對上述實施例作各種改變而不脫離本其寬泛的發(fā)明概念。因而應(yīng)明白，本發(fā)明不限于所公開的具體實施例，而意在覆蓋落入如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍之內(nèi)的各種修改。<image>imageseeoriginaldocumentpage22</image>表2.非零平均計凄t至零平均應(yīng)力計數(shù)的歸一化雨流總數(shù)表交變區(qū)間數(shù)0到525到1010到1515到2061620到2535825到30柳30到3527935到4014140到456345到504350到552355到60560到65"65到7070到75■■■075到80180到85085到90090到95095到1000100到1050105到1100110到1150115到1200120到1250125到1300130到1350135到1400140$U145093o3o3量o5123表3.給定平均和交變應(yīng)力的歸一化應(yīng)力值'閣賞交變應(yīng)力，Sa250075001250017500225002750032500375007000040221206520109281523619644239522836032^600003700111001850025卿3330040700481005550050000342610278U1302398130833376854453751幼940000319095691幼482232828707350864146647845300002984895214919208872685532823387恥4475820000280384091401519621252273083336439420451000026437929132141850023786290713435739643025007500125001750022500275003250037500-漏O26437929132141850023786290713435739643-2000028038409140151962125227308333643942045掘OO2站4895214919208872685532823387恥44758-4000031恥9569159482232828707350864146647345-50000342610278171302398130833376854453751389-600003700"100185002卿033300407004810055500-70000402212065201092815236196442395228360326L68370l629005824(54224507264765244929425004492947652507265422458241[629006837p|76413703006509284457777007194460602.5卿4532585021447500502145325856694606026698392500851007879673362626B(5886455500525005550058864娜2S65093鄉(xiāng)d—6447060786.57500607狄_6447068629I1005439250085648797417459770076鄉(xiāng)7166071703007641371944777008445773362787968510092500700767459779741856站92500100543108587999009250086121805657鄉(xiāng)271357625QC675<713577鄰8280鄉(xiāng)861219250099900108587725001166301073009935286532812幼76643725007664381288865329250099352107300116630表4.失效前的攪拌周期的計算應(yīng)力，ksi(Si)S,時的最大壽命，Ni雨流數(shù)，n,損傷，D,30到351.20E+072792.33EM3535到401.00E+071411.41E-0540到459.00E+06637.00E"0645到501.12E+06433.83E"0550到559.86E+05232.33E-0555到608.67E+0555.77E-0660到657.61E+05111.44E-0565到706.69E+05了1.05E-0570到755.88E+0500.00E+0075到805.17E+0511.94E-0680到肪4.54E+050O.OOE+0085到903.99E+0500.00E+0090到953.51E+050O.00E+0O疲勞周期("/Di)7.21E+0324表5.圖16的表格表示法c交變幅度2500750012500175002250027500325003750042500范圍50001500025000350004500055000650007500085000700000000000c,60000000000005000010000000400006000000030000478101041000200001.27E+0411463431063241110000503010963421336938105平均0133556292933373621ksi—1000011225591315-2000022000013-3000041000000-4000030000000-5000020000000-6000000000000_2-70000oooooooqoi475005250057500625006750072500950001050001150001250001350001450000000000o:000115143100G一0002810000qoo311200021|>C00《c00000000000000000000010000000000000100000表6.非零平均計數(shù)至零平均應(yīng)力計數(shù)的歸一化雨流總數(shù)表交變區(qū)間數(shù)量0到5196025到10231310到1572615到2027320到25"125到30"730到356335到404340到453445到50550到551355到601660到65765到70670到75175到80180到85085到900恥到95095到1000■到1050105到1100110到1150115到1200120到1250125到1300130到1350135到1400140到145026表7.給定平均和交變應(yīng)力的歸一化應(yīng)力值<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>權(quán)利要求1、一種用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置，所述應(yīng)變儀裝置包括應(yīng)變儀組件，所述應(yīng)變儀組件包括用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)變的應(yīng)變儀，和與所述應(yīng)變儀連接的導(dǎo)線；轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸與所述轉(zhuǎn)動葉片相連接；以及滑環(huán)，所述滑環(huán)與所述轉(zhuǎn)軸和所述導(dǎo)線相連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述應(yīng)變儀被固定于所述轉(zhuǎn)動葉片。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述應(yīng)變儀被包覆。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變儀裝置，其進一步包括包覆至少一部分所述導(dǎo)線的套管。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述套管是環(huán)形套管或柔性套。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)變儀裝置，其進一步包括與所述應(yīng)變儀通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動葉片是攪拌機葉片、食品加工葉片、混合葉片、渦輪葉片、螺旋槳葉片或切割葉片。置，所述應(yīng)變儀裝置包括應(yīng)變儀，所述應(yīng)變儀固定于攪拌機葉片上；部；導(dǎo)線，所述導(dǎo)線與所述應(yīng)變儀連接并沿所述轉(zhuǎn)軸布置；以及滑環(huán)，所述滑環(huán)與所述導(dǎo)線和位于所述攪拌機上部的轉(zhuǎn)軸連接。8.9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述應(yīng)變儀裝置進一步包括安裝結(jié)構(gòu)，所述安裝結(jié)構(gòu)與所述攪拌機和所述滑環(huán)相嚙合以便將所述滑環(huán)相對于所迷攪拌機固定。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述滑環(huán)具有固定部分和轉(zhuǎn)動部分，所述應(yīng)變儀裝置進一步包括攪拌機蓋子；安裝結(jié)構(gòu)，所述安裝結(jié)構(gòu)固定于所述蓋子和所迷固定部分；以及其中所述轉(zhuǎn)軸被固定于所述轉(zhuǎn)動部分。11、根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述應(yīng)變儀裝置進一步包括與所述應(yīng)變儀通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。12、根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)變儀裝置，其特征在于，所述應(yīng)變儀裝置進一步包括包覆至少一部分所述導(dǎo)線的套管。13、一種測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的方法，其包括以下步驟將具有導(dǎo)線的應(yīng)變儀固定在安裝于葉片軸上的轉(zhuǎn)動葉片上；將轉(zhuǎn)軸連接至隨其轉(zhuǎn)動的所述葉片轉(zhuǎn)軸上；將具有滑環(huán)線的滑環(huán)連接至所述轉(zhuǎn)軸；沿所述轉(zhuǎn)軸布置所述導(dǎo)線，并將所述導(dǎo)線連接至所迷滑環(huán)；以及將所述滑環(huán)線連接至所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括用覆膜包覆所述應(yīng)變儀的步驟。15、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括包覆所述導(dǎo)線的步驟。16、一種確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法，所述方法包括以下步驟獲得實際使用環(huán)境下轉(zhuǎn)動葉片上的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)；將所述原始應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組；獲得模擬使用環(huán)境下所述轉(zhuǎn)動葉片上的模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)；將所述模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組；以及評價所述第一和第二數(shù)據(jù)組從而確定所述轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所迷轉(zhuǎn)換所述原始應(yīng)力數(shù)據(jù)的步驟還包括以下步驟將所述原始數(shù)據(jù)換算成雨流柱狀圖；將所迷雨流柱狀圖歸一化至等零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)組；以及對歸一化等零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)組的共同零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)范圍的計數(shù)分組。18、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)組是應(yīng)力-周期數(shù)疲勞曲線。19、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述疲勞壽命是通過將Palmgren-Miner線性損傷準則應(yīng)用于所述第一和第二數(shù)據(jù)組來確定的。20、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述獲得原始應(yīng)力數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟對所述轉(zhuǎn)動葉片裝備應(yīng)變儀裝置；在實際使用環(huán)境下對所述轉(zhuǎn)動葉片施加壓力；以及測量所述受壓轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力。21、一種評價轉(zhuǎn)動葉片的方法，所述方法包括以下步驟獲得實際使用環(huán)境下轉(zhuǎn)動葉片上的原始應(yīng)力數(shù)據(jù)；將所述原始應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)據(jù)組；獲得模擬使用環(huán)境下所述轉(zhuǎn)動葉片上的模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)；將所述模擬應(yīng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)據(jù)組；評價所述第一和第二數(shù)據(jù)組從而確定所述轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命；以及比較所述疲勞壽命與預(yù)定疲勞壽命值。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換所述原始應(yīng)力數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟將所述原始數(shù)據(jù)換算成雨流柱狀圖；將所述雨流柱狀圖歸一化至等零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)組；以及對歸一化等零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)組的共同零平均應(yīng)力數(shù)據(jù)范圍的計數(shù)分組。23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二數(shù)據(jù)組是應(yīng)力-周期數(shù)疲勞曲線。24、根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述疲勞壽命是通過將Palmgren-Miner線性損傷準則應(yīng)用于所述第一和第二lt據(jù)組來確定的。25、根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述獲得原始應(yīng)力數(shù)據(jù)的步驟包括以下步驟對所述轉(zhuǎn)動葉片裝備應(yīng)變儀裝置；在實際使用環(huán)境下對所述轉(zhuǎn)動葉片施加壓力；以及測量所述受壓轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力。全文摘要一種用于測量轉(zhuǎn)動葉片上的應(yīng)力的應(yīng)變儀裝置，其包括應(yīng)變儀組件、與轉(zhuǎn)動葉片連接的轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸連接的滑環(huán)、以及用于包覆沿應(yīng)變儀的轉(zhuǎn)軸布置的導(dǎo)線并與滑環(huán)連接的套管。本發(fā)明還涉及確定轉(zhuǎn)動葉片的疲勞壽命的方法。文檔編號G01B7/16GK101498575SQ20081018518公開日2009年8月5日申請日期2008年12月11日優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日發(fā)明者亞當·黑尼斯,本·H.·布蘭森三世,歐內(nèi)斯特·B.·小普賴爾申請人:漢密爾頓畢克布蘭德斯有限公司