[發明專利]一種用于高強構件力學性能試驗的多功能自平衡加載架

在審

• 申請號: 201410365854.X
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104132849A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 方有珍;陳赟;顧天熊
• 申請（專利權）人: 蘇州中固建筑科技有限公司
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/20
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種加載架，特別是涉及一種用于高強構件力學性能試驗的多功能自平衡加載架。

背景技術

為了順應國家節能減排的發展戰略，高性能鋼材越來越被工程界所青睞。隨著材料強度的提高，相同力學性能的構件截面尺寸大幅度減小，然而，高強構件截面的減小反而使其失穩性能突顯，因此對其穩定性能進行研究是高強構件力學性能研究的關鍵內容。實際工程中，鋼結構構件通常作為軸心受力構件和抗側構件，為此對高強鋼構件軸壓承載力、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，而足尺試驗是研究實際工程試件的力學性能最為精確的手段，但高強材料足尺試件一般承載力高、且試件失穩屬于脆性破壞、危險性大，為此對試驗加載設備要求較高。然而目前國內相關實驗室的壓力機和輔助設備無法滿足高強材料試件的多尺度（構件長度與截面尺寸）、大噸位的軸壓試驗和恒定軸壓下抗彎性能試驗加載需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的發明目的在于提供一種用于高強構件力學性能試驗的多功能自平衡加載架，該多功能自平衡加載架可實現多尺度、大噸位軸壓性能試驗和恒定軸壓下抗彎性能試驗加載的雙重功能，通過平面鉸支座和夾具的設置，確保了試件與加載架在加載過程的安全性，同時自平衡加載架通過部件組裝為整體，并坐落在平臺車上，以保證試驗與周邊設施的相對獨立和試驗場地布置的靈活性。

為實現上述發明目的，本發明提供以下的技術方案：一種高強構件力學性能試驗測試，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置于機架上，還包括傳遞軸向力的傳力梁A以及傳遞側向力的傳力梁B，所述傳力梁A設置于所述第一支座梁的軸向力施力方向上，所述傳力梁B設置于所述第一支座梁的側向力施力方向上，所述軸向力施力方向與側向力施力方向的射線方向呈平行并相對設置或呈鈍角設置，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向力的施力方向上。

進一步的技術方案，所述第二支座梁設置有千斤頂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，所述第三支座梁設置有千斤頂B，所述千斤頂B沿所述側向力施力方向施力于所述傳力梁B上。

進一步的技術方案，所述第二支座梁和傳力梁A設置為可沿所述軸向力施力方向移動。

進一步的技術方案，所述第一鉸支座、第二鉸支座以及第三鉸支座均設置為平面鉸支座，所述第一夾具和第二夾具設置為夾持卡爪。

進一步的技術方案，所述機架設置于平臺車上，所述機架還設置有臨時固定支架。

本發明公開的多功能自平衡加載架可進行多尺度高強構件軸壓力學性能試驗測試，即在第二支座梁設置千斤頂A，通過移動傳力梁A和第二鉸支座將力軸向施加到試件上。其創新性體現在：（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的安全性；（2）移動支座梁和拉桿對接可以保證多尺度試件的試驗。

下面介紹本發明的工作原理。

一、首先對試件施加軸向壓力：利用外在液壓加載設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，在當軸壓力施加到設定的軸壓力的過程中，檢查試件應變片和位儀表測試數據是否出現異常。

二、隨后對試件施加彎矩側向加載力：當試件加載至恒定軸壓力時，如果試件未出現異常，則液壓源壓力維持恒定，隨后利用另一外在液壓加載設備對第三支座梁與傳力梁B之間設置的千斤頂B逐級施加壓力，直至試件出現整體失穩或者局部失穩破壞，試驗宣告結束。

本發明公開的多功能自平衡加載架可進行多尺度高強構件恒定軸壓下抗彎力學性能試驗測試，即在第二支座梁設置千斤頂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化為彎矩施加到試件端部。其創新性體現在：（1）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的安全性；（2）第二支座梁設置為可移動的，可以保證多尺度試件的試驗；（3）輔助支架的設置保證了試件軸壓力的恒定。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：