[發(fā)明專利]模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置及應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811590503.3
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109696366B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王秋東;吉伯海;葉枝;傅中秋
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張秀

1.一種模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述輔助加載裝置包括依次連接的荷載分配系統(tǒng)、荷載傳遞系統(tǒng)和粘彈性接觸模擬系統(tǒng)，

所述荷載分配系統(tǒng)包括橫置的荷載分配梁（1），所述荷載分配梁（1）能夠?qū)⒑奢d均勻分散到荷載傳遞系統(tǒng)上；

所述荷載傳遞系統(tǒng)包括若干橫向依次連接的荷載傳遞裝置（2），各所述荷載傳遞裝置（2）包括與所述荷載分配梁連接的連接頂板（21）、與所述粘彈性接觸模擬系統(tǒng)連接的鉸接底板（22）、以及設(shè)于所述連接頂板（21）和鉸接底板（22）之間的傳力彈性件（23），傳力彈性件（23）的勁度系數(shù)由中間向兩側(cè)逐漸減小；

所述粘彈性接觸模擬系統(tǒng)包括能夠模擬現(xiàn)實(shí)狀況中車輪與鋼橋面板體系粘彈性接觸行為的墊板（3）；

加載方法包括以下步驟：

（1）傳力彈性件（23）勁度系數(shù)的確定

依據(jù)試件（4）的基本參數(shù)，建立帶有鋪裝層（5）的有限元模型，將面荷載（6）施加于鋪裝層（5）表面的最不利位置，提取試件（4）表面的豎向應(yīng)力計(jì)算結(jié)果并用高斯方程進(jìn)行擬合，繪制擬合曲線（7），依據(jù)條分法將擬合曲線（7）等效為曲線，并按下式計(jì)算得到各傳力彈性件（23）的勁度系數(shù)：

其中，k₁為中間傳力彈性件（23）的勁度系數(shù)；F₁為面積最大的矩形所對應(yīng)的壓力值；x為作動(dòng)頭預(yù)定的加載位移；h₁為傳力彈性件對應(yīng)的矩形的高度；k_i為傳力彈性件的勁度系數(shù)；h_i為傳力彈性件對應(yīng)于曲線中矩形的高度；

（2）裝置的組裝

將各荷載傳遞裝置（2）連接，將墊板（3）固定于荷載傳遞系統(tǒng)底部，將荷載分配梁（1）固定于連接頂板（21）頂端；

（3）試驗(yàn)加載

將組裝好的輔助加載裝置放置于試件（4）的最不利加載位置，將作用頭（8）壓緊于荷載分配梁（1）的表面，設(shè)置好預(yù)計(jì)的作動(dòng)頭加載位移x，即可開始疲勞加載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述連接頂板（21）和鉸接底板（22）之間還設(shè)有能夠支撐兩者并隨著傳力彈性件（23）伸縮而滑動(dòng)伸縮的若干滑動(dòng)組件，所述滑動(dòng)組件包括設(shè)于所述連接頂板（21）和鉸接底板（22）之間的連接滑槽（24）以及能夠在所述連接滑槽（24）內(nèi)滑動(dòng)的連接滑桿（25），且所述連接滑槽（24）和連接滑桿（25）能夠隨傳力彈性件（23）的伸縮而滑動(dòng)伸縮。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述荷載傳遞裝置（2）設(shè)有奇數(shù)個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：各所述連接頂板（21）、鉸接底板（22）的兩側(cè)分別設(shè)置有能夠使兩相鄰的連接頂板（21）、鉸接底板（22）相互嚙合的凹槽與凸起。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述荷載分配梁（1）底部設(shè)有若干滑塊（11），所述連接頂板（21）設(shè)有與所述滑塊（11）配合使用的若干滑槽（26），并能夠?qū)⒑奢d分配系統(tǒng)與荷載傳遞系統(tǒng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述荷載分配梁（1）設(shè)有若干縱橫向加勁肋（12）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述鉸接底板（22）開設(shè)有若干孔洞（27），且各所述孔洞（27）中設(shè)有能夠吸附所述墊板（3）的磁鐵（28）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬鋪裝層應(yīng)力擴(kuò)散作用的輔助加載裝置的加載方法，其特征在于：所述墊板（3）從上自下依次包括橡膠面層（31）、鋼板芯層（32）及橡膠底層（33）。