薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)工程和機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置。所述裝置能夠應(yīng)用于薄壁構(gòu)件在結(jié)構(gòu)軸壓或壓彎試驗(yàn)中保護(hù)端部，防止由于構(gòu)件在發(fā)生整體屈曲前，先在端部發(fā)生局部屈曲而引起的試驗(yàn)失敗。
技術(shù)背景
[0002]目前，在結(jié)構(gòu)軸壓或壓彎試驗(yàn)中，保護(hù)薄壁構(gòu)件端部的主要方法是在薄壁構(gòu)件的兩個(gè)端部各焊接一塊端板，并在端板與構(gòu)件管壁間焊接一定數(shù)量的加勁肋。這種方法現(xiàn)多用于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，但其具有如下缺點(diǎn):(I)焊接的端板和加勁肋將隨壓壞的構(gòu)件一同廢棄，無(wú)法重復(fù)利用，大大地浪費(fèi)了材料；(2)焊接的加勁肋并不能對(duì)端部進(jìn)行完整地保護(hù)，端部的局部屈曲破壞仍經(jīng)常出現(xiàn)在加勁肋之間未受保護(hù)的部分；(3)對(duì)于鋁合金、無(wú)氧銅等材料制作的構(gòu)件，或焊接過(guò)程對(duì)材料強(qiáng)度影響較大，或焊接金屬的選擇具有局限性，這些都會(huì)對(duì)非鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接增加難度。
[0003]綜上，現(xiàn)有方法不能實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用一套裝置來(lái)保護(hù)不同薄壁構(gòu)件的端部，浪費(fèi)材料，并且對(duì)于一些特殊材料的構(gòu)件，焊接過(guò)程復(fù)雜，造價(jià)極高。因此，需要設(shè)計(jì)一套新型的裝置，不僅能完整地保護(hù)薄壁構(gòu)件端部不發(fā)生局部屈曲，而且加工制作簡(jiǎn)單，重復(fù)利用率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有方法對(duì)軸壓或壓彎薄壁構(gòu)件端部保護(hù)不足的缺陷，本發(fā)明提供一種在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中完整保護(hù)薄壁構(gòu)件端部的可調(diào)節(jié)裝置，即薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)不同截面的薄壁圓管或方管受壓構(gòu)件的重復(fù)利用。
[0005]在一方面，本發(fā)明提供了一種薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置，所述裝置包括:
[0006]試驗(yàn)端板；
[0007]基礎(chǔ)件，其焊接在所述端板上，并且所述基礎(chǔ)件的截面形心與所述端板的中心重合；以及
[0008]—組配套件，其具有與所述基礎(chǔ)件相同的截面形狀和較大的截面尺寸，使得所述一組配套件其中之一能夠套在所述基礎(chǔ)件外側(cè)并形成緊密接觸，其余的配套件則能夠逐一相互疊加相套形成相鄰件之間的緊密接觸；
[0009]其中所述基礎(chǔ)件和所述一組配套件的截面尺寸的設(shè)計(jì)參照代表構(gòu)件的的截面尺寸，所述代表構(gòu)件定義為具有代表性、規(guī)律性的受試薄壁構(gòu)件，所述基礎(chǔ)件的截面尺寸和所述配套件的截面尺寸為內(nèi)截面尺寸，所述代表構(gòu)件的截面尺寸為外截面尺寸；
[0010]所述基礎(chǔ)件的截面尺寸或所述一組配套件的截面尺寸各自與所述代表構(gòu)件的截面尺寸一致，并選擇套在基礎(chǔ)件外配套件的數(shù)量，使得所述受試薄壁構(gòu)件的端部能夠套在相應(yīng)的所述一組配套件之一或所述基礎(chǔ)件的外側(cè)并形成緊密接觸，并且實(shí)現(xiàn)所述基礎(chǔ)件和所述一組配套件截面尺寸相對(duì)于所述受試薄壁構(gòu)件截面尺寸之間的相互配套和調(diào)節(jié)，進(jìn)而防止所述受試薄壁構(gòu)件的端部在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生局部屈曲。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的不同具體實(shí)施方案，所述薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置可以包括具有不同的截面尺寸的多個(gè)基礎(chǔ)件，所述多個(gè)基礎(chǔ)件各自焊接在所述端板上，并且所述多個(gè)基礎(chǔ)件各自的截面形心與所述端板的中心重合；其中相鄰基礎(chǔ)件留有足夠間距，并且在所述多個(gè)基礎(chǔ)件的相鄰基礎(chǔ)件之間各自配有一組配套件。根據(jù)另外的具體實(shí)施方案，在所述多個(gè)基礎(chǔ)件的最外側(cè)也可根據(jù)需要配有一組配套件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述基礎(chǔ)件和所述一組配套件為金屬管件，并且截面形狀可為圓形、正方形或矩形，或根據(jù)需要的其它特殊形狀
[0013]所述配套件和所述基礎(chǔ)件應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)的需要選取適當(dāng)?shù)母叨取?yōu)選地，所述配套件的高度與所述基礎(chǔ)件的高度相同。
[0014]所述基礎(chǔ)件的截面尺寸或所述一組配套件的截面尺寸各自與所述代表構(gòu)件的截面尺寸相等，并且二者之間留有一定的負(fù)公差。所述基礎(chǔ)件的厚度根據(jù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)的需要選定。
[0015]所述一組配套件的截面尺寸成套規(guī)律變化，與所述代表構(gòu)件的截面尺寸的變化規(guī)律相符，二者之間留有一定的負(fù)公差。所述一組配套件的高度根據(jù)設(shè)計(jì)需要選定，厚度根據(jù)所述代表構(gòu)件的截面尺寸的變化規(guī)律而設(shè)定。
[0016]在另一方面，本發(fā)明提供了所述薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置的制備方法。所述方法包括:
[0017]制作所述端板和基礎(chǔ)件，其中所述基礎(chǔ)件的截面尺寸根據(jù)所述代表構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)；
[0018]將所述基礎(chǔ)件各自焊接到所述端板上，在焊接時(shí)保證所述基礎(chǔ)件各自的形心與所述端板的中心重合，并保持相鄰基礎(chǔ)件的設(shè)計(jì)間距；
[0019]制作所述一組配套件，其中所述一組配套件的截面尺寸設(shè)計(jì)參考所述代表構(gòu)件中不同受試薄壁構(gòu)件截面尺寸的變化規(guī)律，并根據(jù)相鄰基礎(chǔ)件的間距來(lái)確定。
[0020]所述方法可進(jìn)一步包括選擇套在所述基礎(chǔ)件外合適數(shù)量和尺寸的所述配套件，使得所述受試薄壁構(gòu)件的端部能夠套在相應(yīng)的所述一組配套件之一或所述基礎(chǔ)件的外側(cè)并形成緊密接觸，其中所述配套件的選擇是根據(jù)試驗(yàn)要求的所述受試薄壁構(gòu)件截面尺寸確定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同截面尺寸的調(diào)節(jié)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明裝置在試驗(yàn)中的工作環(huán)境示意圖，端板130處即為裝置所在位置。
[0022]圖2A和2B是現(xiàn)有技術(shù)中薄壁構(gòu)件端部保護(hù)方法示意圖。
[0023]圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置進(jìn)行薄壁構(gòu)件端部保護(hù)的示意圖。
[0024]圖4A至4C是本發(fā)明針對(duì)受試薄壁圓管構(gòu)件的薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置示意圖。
[0025]圖5A至5C是本發(fā)明針對(duì)受試薄壁方管構(gòu)件的薄壁構(gòu)件軸壓和壓彎試驗(yàn)端部防屈曲裝置示意圖。
[0026]具體實(shí)施方法
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于下述有關(guān)發(fā)明的【具體實(shí)施方式】或?qū)嵤├Ｍ瑫r(shí)也應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語(yǔ)只是用于針對(duì)特定的實(shí)施方式進(jìn)行描述，而不是用來(lái)對(duì)本申請(qǐng)要求保護(hù)的范圍進(jìn)行限制。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的工作環(huán)境為軸壓或壓彎薄壁構(gòu)件的兩端。圖中示出受試構(gòu)件120以及端板130、力傳感器140、球鉸150、千斤頂160、位移計(jì)170、應(yīng)變片180、加載反力架190。
[0029]如圖2A和2B所示，現(xiàn)有技術(shù)薄壁構(gòu)件端部保護(hù)方法不能完整地保護(hù)薄壁構(gòu)件220的端部，端部加勁肋240之間的部分仍經(jīng)常出現(xiàn)局部屈曲破壞。
[0030]如圖3A和2B所示，在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，在端板230上固定一個(gè)高度足夠的圓管(或方管，包括正方形管或矩形管)310，然后將薄壁構(gòu)件220套在圓管(或方管)310上，由于所述圓管(或方管)310的外徑(或外側(cè)長(zhǎng)度、寬度)等于薄壁構(gòu)件220的內(nèi)徑(或內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度、寬度)，故二者能夠緊密接觸。這一過(guò)程相當(dāng)于增大了薄壁構(gòu)件220端部的厚度，可以防止局部屈曲在端部的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄壁構(gòu)件端部的完整保護(hù)。
[0031]如圖4A-4C和圖5A-5C所示，二者分別為薄壁圓管構(gòu)件和薄壁方管構(gòu)件防屈曲裝置的設(shè)計(jì)示意圖?；A(chǔ)件