[發明專利]一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 201910382948.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110174232B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 趙暉;王滿騰;王蕊
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;G01M99/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種試驗方法，采用試驗系統來實現；所述試驗系統，采用一種模擬構件受長期軸向荷載和沖擊耦合災害的試驗裝置，該試驗裝置包括長期軸向荷載加載裝置；所述長期軸向荷載加載裝置包括一對試件支座（9），每個試件支座（9）均包括用于夾持構件（11）的上下支座且上下支座之間通過地栓螺栓（8）固定；位于左側的試件支座（9）的左側固定有一個剛性板支座（10），右側的試件支座（9）的右側也固定有一個剛性板支座（10），左右兩個剛性板支座（10）上均放置有一個剛性板（16），所述剛性板（16）均呈前后走向；左右兩個剛性板（16）之間連接有一對呈左右走向并與剛性板（16）垂直且分別穿過一對剛性板（16）的對拉螺栓桿（12），兩個對拉螺栓桿（12）以兩個剛性板（16）中心連線為軸前后對稱設置；對拉螺栓桿（12）的左端固定在左側的剛性板（16）上，對拉螺栓桿（12）的右端在伸出右側剛性板（16）右端的部分自左向右分別套裝有壓力傳感器（19）、薄性墊片（20）和加力螺母（18）；

還包括位于試件支座（9）上方的落錘防護架（13）；所述落錘防護架（13）包括上下貫通的筒體以及固定在筒體兩側的一對連接桿；一對連接桿分別固定在左右兩個試件支座（9）位于對角的地栓螺栓桿（8）上；

每個試件支座（9）的上下支座之間通過位于支座四角的四根地栓螺栓桿（8）實現連接；

每個剛性板（16）有兩個對稱的預留的螺栓孔，每個薄性墊片中間也用預留的螺栓孔，壓力傳感器（19）中間也有預留孔洞；對拉螺栓桿（12）的右端依次貫穿于壓力傳感器（19）、薄性墊片（20）和加力螺母（18）；

還包括軸力加載裝置和沖擊試驗裝置；所述軸力加載裝置包括軸力傳感器（4）、彈簧組片（6）、液壓千斤頂（7）、左右兩個反力架（17）以及順次安裝在右側剛性板（16）的右側的彈簧支座（15）和液壓千斤頂支架（21）；水平放置的彈簧組片（6）和液壓千斤頂（7）分別安裝在彈簧支座（15）和液壓千斤頂支架（21）上，右側的剛性板（16）右側面設有淺圓形凹槽，軸力傳感器（4）的一端頂在淺圓形凹槽內，另一端位于彈簧支座（15）上且與彈簧組片（6）實現壓緊；液壓千斤頂（7）的左側活動桿與彈簧組（6）實現壓緊； 左側的反力架（17）頂住左側剛性板（16），右側的反力架（17）頂住液壓千斤頂（7）右側；

所述沖擊試驗裝置包括通過左右反力架（17）支撐的橫梁（23）；橫梁（23）上活動安裝有電葫蘆吊機（2）；電葫蘆吊機（2）通過伸縮的吊索（1）連接有脫鉤器（5），脫鉤器（5）下方連接有落錘（3），落錘（3）的下方連接有沖擊力傳感器，沖擊力傳感器外接計算機；

其特征在于，所述試驗方法包括如下步驟：

將加過長期荷載的構件（11）放置在兩個試件支座（9）的下支座上，構件（11）上面再對應放置兩個上支座，上下兩兩支座通過地栓螺栓（8）固定；左右兩側的剛性板（16）抵住構件（11）左右兩端；通過大力扳手擰加力螺母（18）給構件（11）進行預壓，施加初始荷載，觀察壓力傳感器（19）的示數，當預壓達到規定值時，停止擰動加力螺母（18）；通過壓力傳感器（19）檢測構件的軸向壓力值；

待持荷時間滿足預定要求后，將落錘（3）調整到構件（11）上方，然后通過慢慢調整軸向加載裝置的液壓千斤頂（7），構件（11）受到的水平軸力逐漸增大，軸力傳感器（4）的示數慢慢變大，同時松開壓力傳感器（19）邊上的加力螺母（18），壓力傳感器（19）的示數慢慢減小，直到軸向加載裝置施加荷載達到試驗要求時，同時壓力傳感器（19）的示數變為零，將對拉螺栓桿（12）和加力螺母（18）卸掉，此時對拉螺栓桿（12）和加力螺母（18）失去加載作用，此時再控制進行沖擊試驗。

2.如權利要求1所述的一種試驗方法，其特征在于，為了保持構件載值的恒定，需不定期通過擰緊對拉螺栓桿（12）上的加力螺母（18）對構件（11）進行荷載補加；此長期軸向荷載加載裝置根據構件（11）的大小和加載的大小，適當的增加螺栓桿和加力螺母的數量。

3.如權利要求1或2所述的一種試驗方法，其特征是，所述構件（11）的截面形式是圓形、矩形或多邊形。