[發明專利]一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201710555495.8
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107543762A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 邢海軍;岳平;初金良;王燦燦;王旭明;韓軍科;王輝
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司麗水供電公司;國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/04
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置及方法。

背景技術

近幾年來，一些鋼管塔發生了倒塔事件，其中風荷載是造成塔倒的主要原因，而脈動風荷載對塔架直接作用是構件產生疲勞裂紋并引發疲勞破壞的重要原因。

目前，進行鋼管或中空夾層鋼管混凝土管構件的疲勞試驗時，往往將風荷載簡化為集中力，并將集中作用力直接施加到構件上。這種常規的簡化試驗因與實際構件承受的荷載分布不同，導致構件的受力破壞形式存在差異。構件為通長的鋼管或中空夾層混凝土管。中空夾層鋼管混凝土管是將混凝土填充在內外鋼管之間，其除具有空心管的特點外，還由于填充了混凝土，增強了管剛度，具備很多優于空心鋼管的特性。當前，還沒有模擬風荷載的疲勞試驗裝置和方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置及方法，能夠有效解決現在沒有模擬風載荷的疲勞試驗的裝置和方法的問題。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置，包括試驗基礎臺座、加載缸連接底座、加載缸、均布載荷模擬加載頭和試件固定座，所述加載缸連接底座固定在試驗基礎臺座上，所述加載缸一端固定在加載缸連接底座上，加載缸另一端與均布載荷模擬加載頭相連，所述試件固定座固定在試驗基礎臺座上；

所述均布載荷模擬加載頭包括聯接座和模擬桿，所述聯接座與加載缸連接，所述模擬桿固定在聯接座上，模擬桿的長度與試驗構件有效長度相等，模擬桿朝向試驗構件的端面開有弧形凹槽。

優選的，所述弧形凹槽與試驗構件朝向模擬桿的面相適配；對試驗構件施力均勻，能獲得較為準確的數據。

優選的，所述試驗構件橫截面為圓形，所述弧形凹槽所對圓心角大于等于90且小于等于180度；角度太小對試驗構件的施力面積太小不易獲得準確的數據，角度過大會造成浪費且無法保證試驗構件與整個弧形凹槽匹配。

優選的，所述圓弧凹槽所對的圓心角為180度；盡量完成模擬風的作用作用于試驗構件整個迎風面。

優選的，所述試驗基礎臺座上開有若干固定孔，所述試件固定座通過螺栓固定在固定孔上；方便根據不同試驗構件尺寸調整安裝位置。

優選的，所述試件固定座有兩個，每個試件固定座上均設有試驗構件固定套，所述試驗構件固定套包括空心圓柱形的套筒和圓錐形的連接頭，所述連接頭頂端固定在試件固定座上，所述連接頭的底端與套筒固定連接，所述套筒的內徑與試驗構件的外徑相等，套筒兩側的試件固定座上還設有對套筒進行定位的定位栓；將試驗構件的兩端分別套在一個套筒內，便于快速安裝，且可以保證試驗構件兩端有足夠的支撐力。

一種采用上述施加均布荷載的疲勞試驗裝置的實驗方法，將試驗構件的兩端分別固定在一個試件固定座上，模擬桿與試驗構件接觸，加載缸施加給試驗構件的力為交替荷載，加載值為風荷載的最大值和最小值，施加的荷載在最小值時保證構件始終受壓。

與現有技術相比，本發明的優點是：通過試驗基礎臺座提供實驗設備的基本穩定平臺，利用加載缸施加加載力，通過均布載荷模擬加載頭對固定在試件固定座上的試驗構件進行均勻施壓，而均布載荷模擬加載頭上的模擬桿的長度與試驗構件有效長度相等，模擬桿朝向試驗構件的端面開有弧形凹槽，可以模擬出風吹試驗構件時候的情況，對整個有效長度和受風面進行施壓，完全模擬試驗構件受風情況，已獲得較為準確的數據，有利于工程人員對該試驗構件的性能做全面的了解。

附圖說明

圖1為本發明一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置的俯視圖；

圖2為本發明一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置中均布載荷模擬加載頭的橫截面示意圖；

圖3為本發明一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置中試驗構件固定套的結構示意圖；

圖4為本發明一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置中均布應力分布示意圖。

具體實施方式

參閱圖1為本發明一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置及方法的實施例，圖中箭頭為加載缸推動方向，一種施加均布荷載的疲勞試驗裝置，包括試驗基礎臺座1、加載缸連接底座2、加載缸3、均布載荷模擬加載頭4和試件固定座5，所述加載缸連接底座2固定在試驗基礎臺座1上，所述加載缸3一端固定在加載缸連接底座2上，加載缸3另一端與均布載荷模擬加載頭4相連，所述試驗基礎臺座1上開有若干固定孔10，所述試件固定座5通過螺栓固定在固定孔10上；