一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架,加載架包括固定支座梁、移動(dòng)支座梁和拉桿等基本構(gòu)件與移動(dòng)傳力梁、輔助構(gòu)件、平面鉸支座和加載設(shè)備共同形成封閉的自平衡試驗(yàn)加載體系,該多功能自平衡加載架可實(shí)現(xiàn)多尺度、大噸位軸壓性能試驗(yàn)和恒定軸壓下抗彎性能試驗(yàn)加載的雙重功能,通過平面鉸支座和夾具的設(shè)置,確保了試件與加載架在加載過程的安全性,同時(shí)自平衡加載架通過部件組裝為整體,并坐落在平臺(tái)車上,保證了試驗(yàn)與周邊設(shè)施的相對獨(dú)立和試驗(yàn)場地布置的靈活性。
【專利說明】一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種加載架,特別是涉及一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架。
【背景技術(shù)】
[0002]為了順應(yīng)國家節(jié)能減排的發(fā)展戰(zhàn)略,高性能鋼材越來越被工程界所青睞。隨著材料強(qiáng)度的提高,相同力學(xué)性能的構(gòu)件截面尺寸大幅度減小,然而,高強(qiáng)構(gòu)件截面的減小反而使其失穩(wěn)性能突顯,因此對其穩(wěn)定性能進(jìn)行研究是高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能研究的關(guān)鍵內(nèi)容。實(shí)際工程中,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常作為軸心受力構(gòu)件和抗側(cè)構(gòu)件,為此對高強(qiáng)鋼構(gòu)件軸壓承載力、恒定軸壓力下抗彎性能等主要性能加以研究顯得尤為必要,而足尺試驗(yàn)是研究實(shí)際工程試件的力學(xué)性能最為精確的手段,但高強(qiáng)材料足尺試件一般承載力高、且試件失穩(wěn)屬于脆性破壞、危險(xiǎn)性大,為此對試驗(yàn)加載設(shè)備要求較高。然而目前國內(nèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的壓力機(jī)和輔助設(shè)備無法滿足高強(qiáng)材料試件的多尺度(構(gòu)件長度與截面尺寸)、大噸位的軸壓試驗(yàn)和恒定軸壓下抗彎性能試驗(yàn)加載需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架,該多功能自平衡加載架可實(shí)現(xiàn)多尺度、大噸位軸壓性能試驗(yàn)和恒定軸壓下抗彎性能試驗(yàn)加載的雙重功能,通過平面鉸支座和夾具的設(shè)置,確保了試件與加載架在加載過程的安全性,同時(shí)自平衡加載架通過部件組裝為整體,并坐落在平臺(tái)車上,以保證試驗(yàn)與周邊設(shè)施的相對獨(dú)立和試驗(yàn)場地布置的靈活性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本實(shí)用新型提供以下的技術(shù)方案:一種高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)測試,包括固定試件的第一支座梁、固定軸向力施力裝置的第二支座梁以及固定側(cè)向力施力裝置的第三支座梁,所述第一支座梁、第二支座梁以及第三支座梁設(shè)置于機(jī)架上,還包括傳遞軸向力的傳力梁A以及傳遞側(cè)向力的傳力梁B,所述傳力梁A設(shè)置于所述第一支座梁的軸向力施力方向上,所述傳力梁B設(shè)置于所述第一支座梁的側(cè)向力施力方向上,所述軸向力施力方向與側(cè)向力施力方向的射線方向呈平行并相對設(shè)置或呈鈍角設(shè)置,所述第一支座梁通過一第一鉸支座鉸接有一第一夾具和一過渡支架的其中一端,所述傳力梁A通過一第二鉸支座鉸接有一第二夾具,所述傳力梁B通過一第三鉸支座鉸接所述過渡支架的另外一端,所述第一鉸支座、第一夾具、第二鉸支座以及第二夾具的軸線均位于所述軸向力的施力方向上,所述第三鉸支座的軸線位于所述側(cè)向力的施力方向上。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述第二支座梁設(shè)置有千斤頂A,所述千斤頂A沿所述軸向力施力方向施力于所述傳力梁A上,所述第三支座梁設(shè)置有千斤頂B,所述千斤頂B沿所述側(cè)向力施力方向施力于所述傳力梁B上。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述第二支座梁和傳力梁A設(shè)置為可沿所述軸向力施力方向移動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述第一鉸支座、第二鉸支座以及第三鉸支座均設(shè)置為平面鉸支座,所述第一夾具和第二夾具設(shè)置為夾持卡爪。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案,所述機(jī)架設(shè)置于平臺(tái)車上,所述機(jī)架還設(shè)置有臨時(shí)固定支架。
[0009]本實(shí)用新型公開的多功能自平衡加載架可進(jìn)行多尺度高強(qiáng)構(gòu)件軸壓力學(xué)性能試驗(yàn)測試,即在第二支座梁設(shè)置千斤頂A,通過移動(dòng)傳力梁A和第二鉸支座將力軸向施加到試件上。其創(chuàng)新性體現(xiàn)在:(1)試件端部通過夾具和平面鉸支座的連接保證了試件與加載體系的整體性,從而減小了大噸位加載試驗(yàn)的安全性;(2)移動(dòng)支座梁和拉桿對接可以保證多尺度試件的試驗(yàn)。
[0010]下面介紹本實(shí)用新型的工作原理。
[0011]—、首先對試件施加軸向壓力:利用外在液壓加載設(shè)備對第二支座梁與傳力梁A之間安置的千斤頂A逐級施加軸壓力,則千斤頂A將力傳遞給傳力梁A,再通過第二鉸支座傳遞到試件上,在當(dāng)軸壓力施加到設(shè)定的軸壓力的過程中,檢查試件應(yīng)變片和位儀表測試數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常。
[0012]二、隨后對試件施加彎矩側(cè)向加載力:當(dāng)試件加載至恒定軸壓力時(shí),如果試件未出現(xiàn)異常,則液壓源壓力維持恒定,隨后利用另一外在液壓加載設(shè)備對第三支座梁與傳力梁B之間設(shè)置的千斤頂B逐級施加壓力,直至試件出現(xiàn)整體失穩(wěn)或者局部失穩(wěn)破壞,試驗(yàn)宣告結(jié)束。
[0013]本實(shí)用新型公開的多功能自平衡加載架可進(jìn)行多尺度高強(qiáng)構(gòu)件恒定軸壓下抗彎力學(xué)性能試驗(yàn)測試,即在第二支座梁設(shè)置千斤頂A,且通過傳力梁A和第二鉸支座將力軸向施加到試件上,而在第三支座梁設(shè)置千斤頂B,通過傳力梁B、第三鉸支座、過渡支架A以及第一鉸支座將力轉(zhuǎn)化為彎矩施加到試件端部。其創(chuàng)新性體現(xiàn)在:(I)試件端部與平面鉸支座的連接保證了試件與加載體系的整體性,從而減小了大噸位加載試驗(yàn)的安全性;(2)第二支座梁設(shè)置為可移動(dòng)的,可以保證多尺度試件的試驗(yàn);(3)輔助支架的設(shè)置保證了試件軸壓力的恒定。
[0014]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用,本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、本實(shí)用新型中通過設(shè)置平面鉸支座將試件和自平衡加載架連接為一體,防止了試件臨界失穩(wěn)瞬間的彈出,從而保證試驗(yàn)過程中的安全;
[0016]2、通過設(shè)置第三支座梁、移動(dòng)傳力梁B、第三鉸支座、過渡支架以及第一鉸支座,可通過各個(gè)方向的力的加載方式轉(zhuǎn)化為彎矩施加到試件端部,且輔助支架的設(shè)置保證了試件軸壓力的恒定;
[0017]3、通過將第二支座梁和傳力梁A設(shè)置為可移動(dòng)的,可適用多尺度試件的試驗(yàn)研究;
[0018]4、自平衡加載架通過部件組裝為整體,并坐落在平臺(tái)車上,保證了試驗(yàn)與周邊設(shè)施的相對獨(dú)立和試驗(yàn)場地布置的靈活性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)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實(shí)用新型的一些實(shí)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(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實(shí)用新型公開的高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)測試的俯視示意圖;
[0021]圖2為本實(shí)用新型公開的高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)測試的主視示意圖;
[0022]圖3為本實(shí)用新型公開的高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)測試的加載示意圖。
[0023]其中,1、試件;2、第一支座梁;20、輔助支架;21、第一鉸支座;22、第一夾具;3、第二支座梁,30、傳力梁A ;31、第二鉸支座;32、第二夾具;33、千斤頂A;4、第三支座梁;40、傳力梁B ;41、第三鉸支座;42、過渡支架;43、千斤頂B ;5、機(jī)架;51、拉桿;52、平臺(tái)車;53、臨時(shí)固定支架。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0025]實(shí)施例一:
[0026]參見圖1-圖3,如其中的圖例所示,一種高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)測試,包括固定試件I的第一支座梁2、固定軸向力施力裝置千斤頂A 33的第二支座梁3以及固定側(cè)向力施力裝置千斤頂B 43的第三支座梁4、傳遞軸向加載力的傳力梁A 30以及傳遞側(cè)向加載力的傳力梁B 40,第一支座梁2、第二支座梁3、第三支座梁4、傳力梁A 30以及傳力梁B 40均設(shè)置于機(jī)架5上,傳力梁A 30設(shè)置于第一支座梁2的軸向力施力方向上并可沿該軸向力施力方向運(yùn)動(dòng),傳力梁B 40設(shè)置于第一支座梁2的側(cè)向力施力方向上,上述軸向力施力方向與側(cè)向力施力方向的射線呈平行且相對設(shè)置,第一支座梁2連接有一輔助支架20,輔助支架20通過一第一鉸支座21鉸接有一第一夾具22和一過渡支架42的其中一端,傳力梁A30通過一第二鉸支座31鉸接有一第二夾具32,傳力梁B 40通過一第三鉸支座41鉸接過渡支架42的另外一端,第一鉸支座21、第一夾具22、第二鉸支座31以及第二夾具32的軸線均位于上述軸向力的施力方向上,第三鉸支座41的軸線位于上述側(cè)向力的施力方向上。
[0027]第一鉸支座21、第二鉸支座31以及第三鉸支座41均設(shè)置為平面鉸支座,第一夾具22和第二夾具32設(shè)置為夾持卡爪。
[0028]為了適應(yīng)不同長度的試件的測量,第二支座梁3和傳力梁30均設(shè)置為可沿機(jī)架5的拉桿51的軸向施力方向運(yùn)動(dòng)。
[0029]為了方便整個(gè)加載架的移動(dòng)和使用,機(jī)架5設(shè)置于平臺(tái)車52上,機(jī)架5還設(shè)置有臨時(shí)固定支架53。
[0030]下面介紹本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)過程。
[0031]一、軸向加載力:試件I被夾持于第一夾具22和第二夾具32之間,通過第二支座梁3移動(dòng)千斤頂A 33至傳力梁A 30的受力處,千斤頂A 33向傳力梁A 30施加設(shè)定的軸向力N—定的時(shí)間,在軸壓力N施加到設(shè)定的軸壓力的過程中,檢查試I件的應(yīng)變片和位儀表測試數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常,即可測試出試件I的軸向力承載力是否合格。
[0032]二、側(cè)向加載力:試件I被夾持于第一夾具22和第二夾具32之間,通過第二支座梁3移動(dòng)千斤頂A 33至傳力梁A 30的受力出,千斤頂A 533向傳力梁A 30施加恒定的軸向力N,通過第三支座梁4移動(dòng)千斤頂B 43至傳力梁B 40的受力處,千斤頂B 43向傳力梁B 40施加設(shè)定的側(cè)向力Nm (根據(jù)角度和距離,通過Nm換算彎矩M),過渡支架42將彎矩力Nm傳遞至試件I上,直至試件出現(xiàn)整體失穩(wěn)或者局部失穩(wěn)破壞,試驗(yàn)宣告結(jié)束。
[0033]實(shí)施例二:
[0034]其余與上述實(shí)施例一或二相同,不同之處在于,上述軸向力施力方向與上述側(cè)向力施力方向呈鈍角設(shè)置。
[0035]以上為對本實(shí)用新型實(shí)施例的描述,通過對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高強(qiáng)構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)的多功能自平衡加載架,包括固定試件的第一支座梁、固定軸向力施力裝置的第二支座梁以及固定側(cè)向力施力裝置的第三支座梁,所述第一支座梁、第二支座梁以及第三支座梁設(shè)置于機(jī)架上,其特征在于,還包括傳遞軸向力的傳力梁A以及傳遞側(cè)向力的傳力梁B,所述傳力梁A設(shè)置于所述第一支座梁的軸向力施力方向上,所述傳力梁B設(shè)置于所述第一支座梁的側(cè)向力施力方向上,所述軸向力施力方向與側(cè)向力施力方向的射線方向呈平行并相對設(shè)置或呈鈍角設(shè)置,所述第一支座梁通過一第一鉸支座鉸接有一第一夾具和一過渡支架的其中一端,所述傳力梁A通過一第二鉸支座鉸接有一第二夾具,所述傳力梁B通過一第三鉸支座鉸接所述過渡支架的另外一端,所述第一鉸支座、第一夾具、第二鉸支座以及第二夾具的軸線均位于所述軸向力的施力方向上,所述第三鉸支座的軸線位于所述側(cè)向力的施力方向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自平衡加載架,其特征在于,所述第二支座梁設(shè)置有千斤頂A,所述千斤頂A沿所述軸向力施力方向施力于所述傳力梁A上,所述第三支座梁設(shè)置有千斤頂B,所述千斤頂B沿所述側(cè)向力施力方向施力于所述傳力梁B上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自平衡加載架,其特征在于,所述第二支座梁和傳力梁A設(shè)置為可沿所述軸向力施力方向移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自平衡加載架,其特征在于,所述第一鉸支座、第二鉸支座以及第三鉸支座均設(shè)置為平面鉸支座,所述第一夾具和第二夾具設(shè)置為夾持卡爪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能自平衡加載架,其特征在于,所述機(jī)架設(shè)置于平臺(tái)車上,所述機(jī)架還設(shè)置有臨時(shí)固定支架。
【文檔編號】G01N3/20GK203981503SQ201420421792
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】方有珍, 陳赟, 顧天熊 申請人:蘇州中固建筑科技有限公司