[實用新型]被動跟動加載結構試驗系統

有效

• 申請號: 201220163030.0
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN202757788U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 胡敬禮;李中山;趙磊;江禮鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州筑邦測控科技有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

實用新型涉及一種具有被動跟動加載功能的結構試驗系統。

背景技術

結構試驗是研究工程結構性能的重要環節，可為結構設計、施工研究提供可靠的數據，它的任務是通過有計劃有重點地對結構物受載或受約束變形后的工作、力學性能進行觀察，并對參數(如位移、應力、振幅、頻率等)進行分析。為了更好地研究工程結構的受力性能和破壞機理，常需開展一些列結構或構件的模型和動載試驗。

結構試驗系統是一種用于測試結構力學性能的大型儀器，主要應用于基礎設施比如：建筑、地鐵、飛機、橋梁等的設計檢驗、優化、驗證，它的研制和發展對國家現代化建設具有重要意義和深遠的影響。

在二十一世紀之前，上述各類結構的設計以類比法為主，無論是設計的合理性與準確度都不是考慮的重要性，這樣的設計通常會有較大的誤差，但由于前人的經驗和計算機的模擬，最終的結果可以接受。

進入現代化以來，國家建設飛速發展，產品與工程的大型化、整體化和復雜化之間的矛盾越來越大，類比設計遇到的困難越來越多，新的結構和材料沒有前人的經驗可以利用，很難做出合理的設計，導致設計的風險性加大，且很難使設計達到節約資源減小成本的要求。

由于標準試樣或小尺寸模型推定很難獲得整體結構的性能的可靠數據，為滿足客觀存在的要求，現在結構試驗必須完成由單個構建試驗向整體結構試驗和足尺寸試驗的轉化。而新型材料的不斷出現，即使用計算機進行多參數分析也很難確定，為確保安全必須進行接近實際結構或全尺寸試驗。

現有結構試驗系統通常包括承載框架、水平加載作動器和垂向加載作動器，水平加載作動器和垂向加載作動器分別安裝在加載框架上并作用于試樣。在試驗過程中，由于水平作動器對試樣世家的水平試驗力，會產生水平方向的變形，不能保證垂向試驗力在實驗過程中始終保持垂向狀態。

在專利CN?101290269?A中公開了一種主動跟動加載試驗系統，包括承載框架、水平加載作動器、垂向加載作動器，試樣分別連接垂向微動探測裝置和水平微動探測裝置，垂向微動探測裝置設有垂向微動位移傳感器，水平微動探測裝置設有水平微動位移傳感器；水平加載作動器側方設有作用于水平加載作動器并使其垂向位移的垂向伺服跟動作動器，垂向加載作動器側方設有作用于垂向加載作動器并使其水平位移的水平伺服跟動作動器；垂向微動探測裝置、垂向伺服跟動作動器、水平微動探測裝置、水平伺服跟動作動器分別連接計算機控制系統。這種方式的試驗系統能夠達到使垂向試驗力在試驗過程中始終保持垂向狀態，但由于采用了微動探測裝置、位移傳感器和水平伺服跟動作動器等元件，導致成本增加；同時通過計算機主動控制，在控制過程中也可能產生系統誤差。

實用新型內容

1、實用新型所要解決的問題

本實用新型在于提供一種具有被動跟動加載功能的結構試驗系統，在保證被測試樣垂向加載在試驗過程中始終保持垂向的同時，降低結構試驗系統的成本，減少系統誤差。

2、實用新型所采取的技術方案

所述的被動跟動加載結構試驗系統，包括承載框架1、垂向加載作動器2、水平加載作動器3，所述垂向加載作動器2和水平加載作動器3分別安裝在承載框架1上，所述的水平直線滑軌7與承載框架1固定連接，所述的垂向加載作動器2與水平直線滑軌7連接，垂向加載作動器2可跟隨試樣在水平方向被動跟動。

垂向球鉸5與垂向加載作動器2相連，水平球鉸6與水平加載作動器3相連，垂向球鉸5和水平球鉸6分別作用于試樣4，所述試樣固定在承載框架1上。

所述的水平直線滑軌7兩端加裝有側擋板8，側擋板8固定連接在水平直線滑軌7上，所述的側擋板8可以限定垂向加載作動器2的滑動范圍。

所述的承載框架1裝有一螺桿9，螺桿9固定在水平直線滑軌7上，并與側擋板8通過螺母固定。對垂向加載作動器2起到支撐作用，確保試樣產生平移的過程中使垂向加載作動器2于水平直線滑軌7保持平行。

3、實用新型產生的技術效果

本實用新型的采用水平直線滑軌在保證受到最高達2000kN的垂向試驗力時，垂向加載作動器與承載框架之間的摩擦力很小，水平直線滑軌依然可以自如控制垂向加載作動器與試樣跟動，從而控制垂向加載作動器施加在被測試樣上的垂向試驗力在試驗過程中始終保持在垂直狀態，不受水平加載作動器施加在試樣上的水平試驗力導致的被測試樣水平變形的影響。本系統結構有效降低了成本，避免了因計算機在主動控制過程中產生的誤差。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述被動跟動加載結構試驗系統的結構示意圖。