[發(fā)明專利]一種雙向試驗(yàn)加載裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810018480.2
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108414352A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周穎;龔順明
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發(fā)明為一種雙向試驗(yàn)加載裝置，包含下板、上板、球鉸、立柱和連接端。加載測試過程中，試驗(yàn)件通過螺栓安裝在下板與上板之間，兩個正交方向上通過兩個作動器與連接端連接并加載。本裝置利用試驗(yàn)件作為加載架的一部分，形成穩(wěn)定受力狀態(tài)，使試驗(yàn)件同時經(jīng)歷平面內(nèi)和平面外的雙向加載。針對各類在實(shí)際地震中承受雙向變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，本發(fā)明可作為雙向試驗(yàn)加載裝置，加工容易、安裝簡便，系統(tǒng)誤差較小、測試結(jié)果準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙向試驗(yàn)加載裝置，屬于試驗(yàn)裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)

實(shí)際地震發(fā)生時，建筑結(jié)構(gòu)遭受雙向地震作用，其內(nèi)部各結(jié)構(gòu)構(gòu)件亦遭受雙向變形，因此有必要進(jìn)行雙向加載試驗(yàn)。雙向加載試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性受加載裝置的影響明顯，例如其是否能模擬構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的實(shí)際安裝情況、裝置中的摩擦力對測試結(jié)構(gòu)的影響、裝置中部件的滑移和變形等造成加載失真等。

本發(fā)明提出一種雙向試驗(yàn)加載裝置，能夠?qū)υ囼?yàn)件進(jìn)行雙向加載測試，模擬其在結(jié)構(gòu)中的實(shí)際安裝情況，并模擬其在實(shí)際地震中承受雙向變形，測試并評價試驗(yàn)件同時經(jīng)歷平面內(nèi)和平面外變形狀態(tài)下的力學(xué)性能。裝置構(gòu)造簡單、加工容易、安裝簡便。其力學(xué)原理清晰、摩擦力對測試結(jié)構(gòu)影響極小、可以避免裝置內(nèi)的部件發(fā)生滑移和變形，因?yàn)橄到y(tǒng)誤差較小、測試結(jié)果準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種雙向試驗(yàn)加載裝置。

本發(fā)明提出的一種雙向試驗(yàn)加載裝置，由下板1、上板2、球鉸3、立柱4和連接端5組成，其中：立柱4置于下板1與上板2之間的中央位置，立柱4與下板1和上板2之間通過球鉸連接，上板2頂部焊接有連接端5，用于和作動器連接；下板1、上板2、球鉸3、立柱4和連接端5均應(yīng)具有足夠剛度和強(qiáng)度，均可采用高強(qiáng)鋼材或其他高強(qiáng)材料。

本發(fā)明中，所述加載裝置進(jìn)行加載測試時，兩個試驗(yàn)件分別通過螺栓安裝于下板1與上板2之間，兩個試驗(yàn)件相互平行，且對稱分布于立柱4兩側(cè)；兩個正交方向上通過兩個作動器與連接端5連接并加載，加載方向分別為試驗(yàn)件的平面內(nèi)變形方向和平面外變形方向。通過試驗(yàn)件與加載裝置的組合，構(gòu)成穩(wěn)定加載和受力狀態(tài)，使試驗(yàn)件同時經(jīng)歷平面內(nèi)和平面外的雙向加載，通過配套傳感器，可測得加載過程中的力和位移數(shù)據(jù)，進(jìn)而可評判試驗(yàn)件在雙向加載狀態(tài)下的力學(xué)性能。

本發(fā)明中，立柱4的高度可調(diào)，以滿足不同尺寸試驗(yàn)件的情況。

本發(fā)明中，球鉸3的靜摩擦系統(tǒng)應(yīng)盡量小。

本發(fā)明中，利用試驗(yàn)件作為加載架的一部分，通過試驗(yàn)件與加載裝置的組合，構(gòu)成穩(wěn)定加載和受力狀態(tài)，使試驗(yàn)件同時經(jīng)歷平面內(nèi)和平面外的雙向加載，通過配套傳感器，可測得加載過程中的力和位移數(shù)據(jù)，進(jìn)而可評判試驗(yàn)件在雙向加載狀態(tài)下的力學(xué)性能。

本發(fā)明中，立柱的高度可調(diào)，以滿足不同尺寸的試驗(yàn)件尺寸的加載測試。當(dāng)裝置內(nèi)各部件剛度足夠時，可認(rèn)為試驗(yàn)件實(shí)際位移與作動器加載位移相等，無需進(jìn)行兩者之間的比例換算，有利于位移加載制度的控制。

本發(fā)明中，只有兩個球鉸會產(chǎn)生附加摩擦力，當(dāng)球鉸的靜摩擦系統(tǒng)很小時，可以忽略加載裝置內(nèi)部摩擦力對測試結(jié)果造成的影響，因此可以將作動器反饋荷載作為試驗(yàn)件平面內(nèi)和平面外的恢復(fù)力。

針對各類在實(shí)際地震中承受雙向變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，本發(fā)明可作為雙向加載裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 裝置構(gòu)造簡單合理、加工容易、安裝簡便、傳力路徑清晰；

(2) 試驗(yàn)件本身作為加載架的一部分，同時能模擬其在結(jié)構(gòu)中的實(shí)際安裝情況、模擬其在實(shí)際地震中承受雙向變形；

(3) 能夠測試并評價試驗(yàn)件同時經(jīng)歷平面內(nèi)和平面外變形狀態(tài)下的力學(xué)性能，準(zhǔn)確評價其在結(jié)構(gòu)中實(shí)際功效；

(4) 系統(tǒng)誤差較小，數(shù)據(jù)獲取容易，測試結(jié)果準(zhǔn)確，可以避免裝置內(nèi)的部件發(fā)生滑移和變形。