[實(shí)用新型]一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720385801.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN206725176U
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 檀俊坤;郭佳奇;徐子龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M5/00
• 分類號(hào): G01M5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置，特別涉及平面光彈試驗(yàn)中面力模擬地應(yīng)力的加載。

背景技術(shù)

光測彈性學(xué)方法(photoelasticity)，簡稱光彈性法，是將光學(xué)和力學(xué)緊密結(jié)合進(jìn)行應(yīng)力分析的一種試驗(yàn)技術(shù)，采用具有雙折射性能的透明材料制作出和被研究對(duì)象形狀幾何相似的模型，并使模型受力情況與被研究對(duì)象的荷載相似，將受力后的模型置于偏振光場之中，即可以顯示所形成的與應(yīng)力場有關(guān)的干涉條紋圖像，形成的這些條紋圖像與模型內(nèi)部各點(diǎn)的應(yīng)力及受力模型的邊界有關(guān)，根據(jù)光彈性原理，便可以求出模型的內(nèi)部和表面的各點(diǎn)應(yīng)力方向、大小。

光彈性法從1816年布儒斯特(Devid Brewster)發(fā)現(xiàn)透明非晶體材料的人工雙折射現(xiàn)象算起，至今已有200年的歷史。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，光彈性法已經(jīng)成為一門成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，廣泛用于機(jī)械設(shè)計(jì)、水利工程建筑、橋梁工程、房屋建造等許多領(lǐng)域，在建立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、提高工程可靠性，減輕重量、降低成本等方面也積累了許多經(jīng)驗(yàn)。光彈性技術(shù)仍在不斷發(fā)展，用它來研究工程結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力、動(dòng)態(tài)應(yīng)力、彈塑性應(yīng)力等問題，都已取得成效，光彈性法在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用，為該領(lǐng)域提供了一種迅速、準(zhǔn)確，經(jīng)濟(jì)、有效的應(yīng)力分析方法，其主要特點(diǎn)是直觀性強(qiáng)，可以得到全場信息。通過光彈試驗(yàn)，可以直接測定那些形狀及受力復(fù)雜的構(gòu)件的應(yīng)力，不僅可以準(zhǔn)確的分析平面問題，而且能夠有效解決三維問題，同時(shí)也能迅速、準(zhǔn)確地找到應(yīng)力集中部位，確定構(gòu)件的應(yīng)力集中系數(shù)，為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)性能提供試驗(yàn)依據(jù)。

隨著煤礦開采深度、廣度和強(qiáng)度的不斷增加，深部高應(yīng)力巷道圍巖變形增大，支護(hù)成本成倍增加。深部巷道大變形的穩(wěn)定及控制，已成為深部煤炭資源開發(fā)面臨的難題之一。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的現(xiàn)代支護(hù)理念認(rèn)為：巷道的穩(wěn)定性控制應(yīng)適當(dāng)允許圍巖變形，并充分提高和發(fā)揮圍巖自身承載力，與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成互相協(xié)調(diào)、互相作用的支承系統(tǒng)；該支護(hù)理念已被廣泛接受，并提出了一次支護(hù)(錨桿+噴層)-可縮層(泡沫塑料等可縮材料)-二次支護(hù)(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層、錨索、注漿、U型鋼、W鋼帶等)等支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于解決深部巷道圍巖穩(wěn)定性問題具有較明顯的效果。對(duì)于這種復(fù)合支護(hù)體系中各結(jié)構(gòu)單元或部分組合單元的作用，國內(nèi)外做過大量的物理、數(shù)值和理論研究，但目前還沒有對(duì)這種復(fù)合支護(hù)體系整體耦合作用進(jìn)行研究。

提供一種能夠利用帶底拱巷道斷面的平面光彈模型來研究巷道的平面應(yīng)變問題，并設(shè)計(jì)光彈試驗(yàn)所需的三方向力加載裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)較大平面光彈模型外圍進(jìn)行均布力加載，達(dá)到模擬地應(yīng)力的目的，已經(jīng)是一個(gè)急需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置，包括底座，底座上側(cè)設(shè)置有反力框架，所述反力框架為矩形框架，包括框架下梁，與框架下梁平行設(shè)置的框架上梁，以及分別設(shè)置在框架下梁與框架上梁兩端，且與框架下梁與框架上梁垂直固定連接的框架支柱，兩個(gè)框架支柱之間設(shè)置有兩個(gè)水平加荷板，所述水平加荷板與框架支柱平行，水平加荷板兩端分別與框架上梁、框架下梁滑動(dòng)連接，且與框架上梁垂直，兩個(gè)水平加荷板之間設(shè)置有豎向加荷板，所述豎向加荷板能夠沿水平加荷板上下移動(dòng)，所述水平加荷板與水平加力機(jī)構(gòu)的一端連接，水平加力機(jī)構(gòu)另一端與框架支柱連接，所述豎向加荷板與豎向加力機(jī)構(gòu)的一端連接，豎向加力機(jī)構(gòu)的另一端與框架上梁連接；所述豎向加力機(jī)構(gòu)與水平加力機(jī)構(gòu)均包括穩(wěn)定壓力裝置，穩(wěn)定壓力裝置一端與第一定位座固定連接，另一端與壓力感應(yīng)器連接，壓力感應(yīng)器外端與絲杠連接，絲杠穿過反力框架與固定在反力框架外側(cè)的蝸輪絲杠千斤頂配合連接；所述的穩(wěn)定壓力裝置包括彈簧，彈簧兩端設(shè)置有彈簧蓋板，滑桿穿過兩端彈簧蓋板，且與彈簧蓋板滑動(dòng)連接。

優(yōu)選地，所述底座為一組水平設(shè)置立方體橫桿，橫桿與框架下梁垂直固定連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，穩(wěn)定性好，實(shí)用性強(qiáng)，靈活性強(qiáng)，準(zhǔn)確度高能很好的適應(yīng)三方向加力加載。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置的左視上部剖面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置的左視下部剖面示意圖；

圖4是本實(shí)用新型一種具有彈簧的光彈試驗(yàn)三方向加載裝置的豎向加荷板立體結(jié)構(gòu)示意圖；