[發(fā)明專(zhuān)利]一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210557188.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103884495A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯炳林;廖敏;李鵬遠(yuǎn);遲成芳;路東輝;胡新玲;劉彥波;王偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 核工業(yè)西南物理研究院;長(zhǎng)春機(jī)械科學(xué)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01M13/00
• 分類(lèi)號(hào): G01M13/00;G01N3/02
• 代理公司: 核工業(yè)專(zhuān)利中心 11007
• 代理人: 高尚梅;劉昕宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架。

背景技術(shù)

隨著核技術(shù)的不斷發(fā)展，新型技術(shù)不斷的被應(yīng)用于各種核裝置中。因核裝置、要求的高安全性，僅僅用目前的有限元力學(xué)分析軟件不能保證結(jié)構(gòu)部件或裝置的安全。有限元力學(xué)分析軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)初期可以有效地幫助設(shè)計(jì)者考慮機(jī)械零部件的薄弱環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)機(jī)器設(shè)備的影響，有限元優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)重要零部件及整機(jī)的分析,找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)械零部件的薄弱部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)提高機(jī)器的可靠性有一定的指導(dǎo)意義。但是，有限元分析基于理想化的狀態(tài)下進(jìn)行的，假定了材料性能完全一樣，實(shí)際上，用來(lái)制造機(jī)械零部件的材料存在一定的缺陷。對(duì)于受載復(fù)雜運(yùn)行工況惡劣的核設(shè)備、航空設(shè)備等上的重要機(jī)械零部件僅僅用有限元分析是不能保證其安全的。所以對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行真實(shí)的一比一的實(shí)物受力加載試驗(yàn)，以此模擬機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行條件來(lái)檢驗(yàn)機(jī)械零部件的可靠性；這已成為保證對(duì)安全級(jí)別特別高的設(shè)備的不可缺少的手段之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以對(duì)高安全度的器件進(jìn)行全尺寸實(shí)物受力加載測(cè)試的大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架，包括剛性底座，還包括四個(gè)立柱和上橫梁，剛性底座和上橫梁均與立柱螺釘連接，形成大體為中空的立方體形狀，在上橫梁上設(shè)置z向油缸。

如上所述的一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架，其中，該框架還設(shè)置了載荷加載板，載荷加載板設(shè)置在z向油缸的自由端，并且與z向油缸球鉸鏈聯(lián)結(jié)，載荷加載板用于與被測(cè)試樣連接。

如上所述的一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架，其中，在距離較近的兩個(gè)立柱之間設(shè)置立柱連接梁，在立柱連接梁與載荷加載板之間設(shè)置y向油缸。

如上所述的一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架，其中，在距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)立柱之間設(shè)置后橫梁，在后橫梁與載荷加載板之間設(shè)置x向油缸。

本發(fā)明的顯著效果是：1）封閉式框架——大結(jié)構(gòu)件的受力加載框架是由剛性底座、左立柱、右立柱、后橫梁、上橫梁、上加載板、油缸等組成的一個(gè)封閉式框架系統(tǒng)。2）提高測(cè)量精度的內(nèi)力自平衡體系——該封閉式框架構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)力自平衡體系，不論待測(cè)大型試樣加載多大的復(fù)雜載荷，都在封閉式框架構(gòu)內(nèi)部抵消，地基上承受的壓力就只有加載框和待測(cè)試樣的凈重，降低了對(duì)地基的要求，減少了地基的變形，很大程度上減小測(cè)量誤差，因而提高了測(cè)量精度。3）多維協(xié)同加載——加載框結(jié)構(gòu)配有多個(gè)液壓油缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型試樣的x、y、z多維的拉、壓和扭模擬加載。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法僅能對(duì)小試樣進(jìn)行拉、壓試驗(yàn)或扭轉(zhuǎn)單工況試驗(yàn)，本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法能對(duì)大型結(jié)構(gòu)件進(jìn)行拉、壓、扭等復(fù)合受力工況的協(xié)同加載測(cè)試。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明提供的一種大型結(jié)構(gòu)件多維受力測(cè)試的封閉式加載框架的主視圖；

附圖2是圖1的右視圖；

附圖3是圖1的俯視圖。

圖中：1、剛性底座；2、立柱；3、待測(cè)試樣；4、y向油缸；5、載荷加載板；6、z向油缸；7、上橫梁；8、后橫梁；9、立柱連接梁；10、x向油缸。

具體實(shí)施方式

如圖1、2、3所示，封閉框架由一個(gè)剛性底座1、四個(gè)立柱2、后橫梁8、上橫梁7、載荷加載板5、油缸等組成。在X、Y、Z方向配備多個(gè)液壓缸作為施力機(jī)構(gòu)。剛性底座1、四個(gè)立柱2、后橫梁8、上橫梁7、都采用鋼板焊接，然后用螺栓聯(lián)結(jié)，組成一個(gè)封閉的框架。立柱2用螺栓固定到剛性底座1上。載荷加載板5與待測(cè)試樣3連接。

剛性底座1用螺栓與4個(gè)立柱2連接在一起。主視圖中的左邊兩個(gè)立柱2之間通過(guò)一個(gè)立柱連接梁9用螺栓連接在一起，主視圖中的右邊兩個(gè)立柱2之間也通過(guò)一個(gè)立柱連接梁9用螺栓連接在一起。上橫梁7與四個(gè)立柱2用螺栓連接。后橫梁8用螺栓與主視圖中左右兩個(gè)立柱2連接在一起。一個(gè)剛性底座1、四個(gè)立柱2、兩個(gè)立柱連接梁9、一個(gè)后橫梁8用螺栓連接在一起，構(gòu)成了一個(gè)封閉加載框架，這個(gè)框架作為待測(cè)試樣3加載用的反力加載框架。安裝完畢加載框，接著安裝Z向油缸6，其油缸數(shù)量至少為四個(gè)，視所加載試樣在實(shí)運(yùn)行工況中的載荷大小而定，Z向油缸6上端用螺栓與上橫梁7聯(lián)結(jié)，Z向油缸6下端與載荷加載板5通過(guò)球鉸鏈聯(lián)結(jié)，除可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試樣3的Z向拉或壓的功能外，還可實(shí)現(xiàn)模擬待測(cè)試樣3受到的力矩Mx和力矩My的功能，也還實(shí)現(xiàn)待測(cè)試樣3受拉、壓與扭矩的疊加載荷組合加載的功能。x向油缸10通過(guò)螺栓連接后橫梁8與載荷加載板5，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試樣3的壓或拉功能，如果試樣在x方向不受彎矩，其油缸數(shù)量可以為1個(gè)。y向油缸4通過(guò)螺栓連接立柱2與載荷加載板5，其油缸數(shù)量為兩個(gè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)試樣3推、拉功能以及實(shí)現(xiàn)模擬待測(cè)試樣3受到的扭矩Mz的功能或者實(shí)現(xiàn)待測(cè)試樣3受推拉與扭矩的疊加載荷組合加載的功能。待測(cè)試樣3通過(guò)螺栓連接剛性底座1與載荷加載板5。加載試驗(yàn)前，在待測(cè)試樣3上安裝如應(yīng)變儀、應(yīng)變片等各種測(cè)試儀器。準(zhǔn)備完畢，根據(jù)待測(cè)試樣3在實(shí)際中的受載情況加載進(jìn)行測(cè)試，如試樣在某一工況同時(shí)受到不同方向的載荷，用同步控制器控制各個(gè)方向的油缸協(xié)同對(duì)待測(cè)試樣3進(jìn)行加載測(cè)試。