多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及多室箱梁多點同步加載技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及為分析多室箱梁豎向 彎曲效應(yīng)而需要進行模擬實際荷載多點同步加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作用在箱形梁上的主要荷載是恒載與活載。恒載是對稱作用的，當采用頂推工藝 時，可能出現(xiàn)所謂"三條腿"現(xiàn)象，它此時為非對稱的?；钶d可以是對稱作用，也可以是非對 稱偏心作用。現(xiàn)有多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)分析時只采用一般加載方式，沒有考慮多點同步 加載對多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)影響，導致箱形梁失穩(wěn)或破壞事故。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種通過測定多室箱梁橫截面各點縱向 應(yīng)變的大小來評價計算機控制的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置。
[0004] 為解決上述問題，本實用新型所述的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝 置，其特征在于：該加載裝置包括控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)連接的加載裝置以及多室箱梁模 型。所述控制系統(tǒng)包括：一個AVR Megal28單片機、電源、傳感器、電動缸、直流電機、計算 機、RS232接口、電源控制系統(tǒng)；所述AVR Megal28單片機一端通過RS232接口連有計算機， 另一端通過電源控制系統(tǒng)與電源相連；所述加載裝置包括：傳感器、電動缸、直流電機、反 力架，所述電動缸其一側(cè)面連接直流電機，其頂面垂直固定于傳感器上；所述傳感器另一側(cè) 面位于可移動鋼板凹槽內(nèi)，反力架的下表面連接有保證加載裝置能夠移動的卡槽結(jié)構(gòu)；所 述多室箱梁模型包括：箱梁模型、支座、臺座；支撐箱梁模型的支座，以及支座下連接的臺 座。
[0005] 所述電動缸通過計算機發(fā)出的指令對多室箱梁進行多點同步加載，所述計算機通 過顯示器可實現(xiàn)人機對話界面。
[0006] 所述多點同步加載裝置包括多個傳感器，分別感應(yīng)加載過程中所施加荷載值的大 小并實時反饋給計算機，所述多個傳感器與AVR Megal28單片機相連。
[0007] 所述傳感器安裝之前進行了標定以保證加載數(shù)值的精確性。
[0008] 所述電動缸固定于可移動的傳感器上，從而可實現(xiàn)箱梁模型的多點同步加載。
[0009] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點。
[0010] 1、本實用新型中電動缸為計算機控制的多點同步加載系統(tǒng)，故電動缸加載位置和 加載數(shù)值可根據(jù)實際需要進行調(diào)整。
[0011] 2、由于本實用新型中計算機通過顯示器可實現(xiàn)人機對話界面。其設(shè)計簡潔明了， 針對實際需要，突出操作的直觀性和安全性，能夠真實反映實際荷載作用下多室箱梁的豎 向彎曲效應(yīng)，模擬程度高，實用性好。
[0012] 3、本實用新型數(shù)據(jù)采集和自動控制系統(tǒng)，因地制宜，制造成本低廉。經(jīng)調(diào)試，具有 標定簡易、操控靈活、數(shù)據(jù)準確等特點。在單箱三室箱梁剪力滯效應(yīng)分析科研實驗中，多點 加載及控制精度良好。
【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0014] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖中：1一AVR Megal28單片機 3-傳感器 4一電動缸 5-直流電機 6-計 算機7 - RS232接口 8-模型臺座9一電源控制系統(tǒng)10-箱梁橫截面11 一加力架 12-箱梁支座。
[0016] 圖2 (a)為試驗?zāi)Ｐ蜑榭缍萀 = 1000 mm的簡支箱梁的截面尺寸。
[0017] 圖2(b)為簡支箱梁中集中荷載在截面橫向分別作用于四個腹板部位的受力。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1。
[0019] 如圖1所示，多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，該加載裝置包括一個 AVR Megal28單片機1、電源2、傳感器3、電動缸4、直流電機5、計算機6、RS232接口 7、電源 控制系統(tǒng)9 ;AVR Megal28單片機一端通過RS232接口 7連有計算機6,另一端通過電源控 制系統(tǒng)9與電源2相連；加載裝置包括傳感器3、電動缸4、直流電機5、反力架11，電動缸4 其一側(cè)面連接直流電機5,其頂面垂直固定于傳感器3上，傳感器3另一側(cè)面位于可移動鋼 板凹槽內(nèi)，反力架11的下表面連接有保證加載裝置能夠移動的卡槽結(jié)構(gòu)；多室箱梁模型包 括：箱梁模型10、支座12、臺座8 ;支撐箱梁模型10的支座12,以及支座12下連接的臺座 8〇
[0020] 其中。
[0021] 電動缸4能通過計算機6發(fā)出的指令對多室箱梁進行多點同步加載，所述計算機 6通過顯示器可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的觀察和調(diào)整。
[0022] 多點同步加載裝置包括多個傳感器3,分別感應(yīng)加載過程中所施加荷載值的大小， 所述多個傳感器與AVR Megal28單片機1相連。
[0023] 傳感器3安裝之前需要進行標定。
[0024] 電動缸4固定于可移動的傳感器3上，從而可實現(xiàn)箱梁模型10的多點同步加載。
[0025] 本實用新型工作原理如下，首先將傳感器進行標定（①、點擊面板標定按鈕（變 紅），②、施加標定荷載并用滑塊使顯示值和標定值一致，③再點擊標定按鈕（變綠）），標 定完成后將傳感器、電動缸、直流電機在反力架上安裝就位，將各個電動缸推桿調(diào)整并對準 所要施加荷載的位置，電動缸的動力來自直流電機。對直流電機的驅(qū)動采用專用集成電路 L298N。接通電源2,計算機6的人機對話界面根據(jù)加載要求給出各個電動缸4所要施加荷 載的大小，施加荷載時防止箱梁模型一次性受力過大而破壞采用逐級加載的方式。從而達 到對多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載。
[0026] 實施例2。
[0027] 為了考察多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置效果，我們以一有機玻璃 三室箱梁模型為例，試驗?zāi)Ｐ蜑榭缍萀 = 1000 mm的簡支箱梁，截面尺寸見圖2(a)(圖中單 位：mm)，有機玻璃的彈性模量E = 2600MPa，泊松比μ = 0. 385?？缰凶饔肞 = 2KN的集中 力，集中荷載在截面橫向分別作用于四個腹板部位如圖2(b)所示。為了驗證本實用新型的 效果，采用Ansys有限元軟件Shell63單元建立空間板殼有限元數(shù)值模型，以及基于剪切變 形規(guī)律理論分析方法。對比分析了本實用新型下模型試驗的測試值與有限元板殼數(shù)值解以 及基于剪切變形規(guī)律下理論解。結(jié)果表明本實用新型測試值與Ansys板殼解和理論解的分 布規(guī)律和數(shù)值大小均非常接近，表明本實用新型提出的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步 加載裝置具有較高的多點同步加載精度。部分數(shù)據(jù)見表1。
[0028] 表1集中力作用下跨中截面剪力滯系數(shù)表
【主權(quán)項】
1. 一種多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，其特征在于：該加載裝置包括 控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)連接的加載裝置以及多室箱梁模型。所述控制系統(tǒng)包括：一個AVR Megal28單片機（1)、電源（2)、傳感器（3)、電動缸（4)、直流電機（5)、計算機（6)、RS232接 口（7)、電源控制系統(tǒng)（9);所述AVR Megal28單片機⑴一端通過RS232接口（7)連有計 算機（6)，另一端通過電源控制系統(tǒng)（9)與電源⑵相連；所述加載裝置包括傳感器（3)、 電動缸（4)、直流電機（5)、反力架（11);所述電動缸（4)其一側(cè)面連接直流電機（5)，其 頂面垂直固定于傳感器（3)上；所述傳感器（3)另一側(cè)面位于可移動鋼板凹槽內(nèi)，反力架 (11)的下表面連接有保證加載裝置能夠移動的卡槽結(jié)構(gòu)；所述多室箱梁模型包括：箱梁模 型（10)、支座（12)、可移動臺座⑶；支撐所述箱梁模型（10)的支座（12)，以及支座（12) 下連接的臺座（8)。2. 如權(quán)利要求1所述的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，其特征在于：所 述電動缸（4)通過計算機（6)發(fā)出的指令對多室箱梁進行多點同步加載，所述計算機（6) 通過顯示器可實現(xiàn)人機對話界面。3. 如權(quán)利要求1所述的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，其特征在于：所 述多點同步加載裝置包括多個傳感器（3)，分別感應(yīng)加載過程中所施加荷載值的大小并實 時反饋給計算機，所述多個傳感器（3)與AVR Megal28單片機（1)相連。4. 如權(quán)利要求1所述的多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，其特征在于：所 述傳感器（3)安裝之前進行了標定以保證加載數(shù)值的精確性。
【專利摘要】本實用新型涉及一種多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)的多點同步加載裝置，該多點同步加載裝置該加載裝置包括控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)連接的加載裝置以及與多室箱梁模型。所述控制系統(tǒng)包括：一個AVR？Mega128單片機、電源、傳感器、電動缸、直流電機、計算機、RS232接口、電源控制系統(tǒng)；所述AVR？Mega128單片機一端通過RS232接口連有計算機，另一端通過電源控制系統(tǒng)與電源相連；所述加載裝置包括傳感器、電動缸、直流電機、反力架；電動缸其一側(cè)面連接直流電機，其頂面垂直固定于傳感器上，傳感器另一側(cè)面位于可移動鋼板凹槽內(nèi)；反力架的下表面連接有保證加載裝置能夠移動的卡槽結(jié)構(gòu)；所述多室箱梁模型包括：箱梁模型、支座、臺座；支撐箱梁模型的支座，以及支座下連接的臺座。本實用新型可以通過測定多室箱梁橫截面縱向應(yīng)力的大小來評價多室箱梁豎向彎曲效應(yīng)，所測得數(shù)據(jù)能夠真實反映多室箱梁的豎向彎曲效應(yīng)，模擬程度高，實用性好，易于實施。
【IPC分類】G01N3/20
【公開號】CN204964311
【申請?zhí)枴緾N201520447496
【發(fā)明人】藺鵬臻, 雒敏, 楊子江
【申請人】雒敏
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年6月28日