[發明專利]一種移動式高溫耦合環境多維空間自平衡加載系統

有效

• 申請號: 202110517165.6
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113252269B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 陳偉;李瑞;葉繼紅;姜健;劉康
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M7/02;G01M99/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李翩

本發明公開了一種移動式高溫耦合環境多維空間自平衡加載系統，包括兩個能夠在軌道上行走的移動式反力框架，所述移動式反力框架包括設有行走裝置的地腳鋼梁、固定在地腳鋼梁上的框架主體以及設在框架主體頂部的三維導向裝置，所述三維導向裝置與高溫自感知加載梁的外壁滑動連接并對其起到支撐作用；其利用作動器配合移動式反力框架，通過拉力代替傳統壓力，最大程度上解決實驗室凈高受限問題，能夠始終保持自感知加載梁的豎向加載，溫度傳感器設有超溫自動報警單元，通過該溫度傳感器可實現加載梁的超溫自動報警功能，保證試驗過程中的人機安全。

技術領域

本發明涉及火災或震火耦合技術領域，具體涉及一種移動式高溫耦合環境多維空間自平衡加載系統。

背景技術

當前，多災種耦合致災機理與防控研究已上升為國家重大需求，其中地震與火災是發生最頻繁的耦合災害，可能會衍生重大事故災難。目前通常利用低周往復加載試驗模擬地震損傷而后進行抗火試驗。在低周往復加載試驗中，常規做法是在試件上方放置加載梁，作動器作用在加載梁上方施加豎向力，水平力則通過水平作動器施加，隨后進行火災試驗。但在整個試驗過程中存在以下問題：（1）加載梁無法在明火高溫下使用，給下一步抗火試驗帶來困難；（2）水平、豎向力同時施加，傳統做法技術難度大，操作復雜，并且往往不能保證豎向力完全垂直加載；（3）豎向作動器一般在加載梁上方，此做法一方面在火災試驗中，需要解決作動器明火高溫下工作問題；另一方面，在做足尺試驗中實驗室凈高往往受限。因此當前的試驗裝置操作復雜，條件受限較多，不能很好地滿足震火耦合環境的使用需求要求。

發明內容

針對上述存在的技術不足，本發明的目的是提供一種移動式高溫耦合環境多維空間自平衡加載系統，其利用作動器配合移動式反力框架，通過拉力代替傳統壓力，最大程度上解決實驗室凈高受限問題，能夠始終保持自感知加載梁的豎向加載。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種移動式高溫耦合環境多維空間自平衡加載系統，包括兩個能夠在軌道上行走的移動式反力框架以及架設在兩個移動式反力框架頂部的高溫自感知加載梁，所述移動式反力框架包括設有行走裝置的地腳鋼梁、固定在地腳鋼梁上的框架主體以及設在框架主體頂部的三維導向裝置，所述三維導向裝置供高溫自感知加載梁嵌入并對其起到支撐作用；所述框架主體包括兩個豎向布置的鋼立柱，兩個所述鋼立柱之間連接有能夠調整固定位置的框架次梁和框架主梁，兩個所述鋼立柱的下端均固定在地腳鋼梁上，所述三維導向裝置設在兩個鋼立柱之間并且能夠沿著框架主體上下滑動，所述框架主梁上端面固定有作動器，所述作動器外圍設有阻熱罩并且其頂部與三維導向裝置底部球鉸連接，所述地腳鋼梁上還固定有立柱提升缸，所述立柱提升缸伸出端頂部固定在框架主梁下端面。

優選地，所述三維導向裝置包括矩形加載框，所述矩形加載框底部設有用于連接作動器的固定連接架，所述矩形加載框的左右兩側板上分別活動連接有一個移動垂板，所述移動垂板上設有若干均布的垂板滾軸組，所述矩形加載框上下兩側板上分別設有若干均布的平板滾軸組，所述垂板滾軸組、平板滾軸組中滾輪的滾動方向與高溫自感知加載梁長度方向一致，所述三維導向裝置的左右兩側還設有便與其安裝在移動式反力框架內部且呈“匚”形的三面滾軸組，所述三面滾軸組的滾輪能夠嵌入移動式反力框架內部并垂向轉動。

優選地，所述框架次梁和框架主梁通過位置調節系統調節固定位置，所述位置調節系統包括若干螺紋連接在框架主梁和框架次梁上的螺栓，所述鋼立柱上均布有若干列與螺栓相適配的栓孔。

優選地，所述地腳鋼梁的四角底部設有能夠嵌入固定在地槽內的支撐座，所述支撐座與地槽通過地腳螺栓可拆卸式連接，所述地腳鋼梁的底部還設有與軌道相適配的行走裝置，所述行走裝置包括固定在地腳鋼梁底部的頂升上鋼板，所述頂升上鋼板下端面通過若干均布的行走頂升缸連接有頂升下鋼板，所述頂升下鋼板下端面四角還分別設有與軌道適配的反力框架滑輪組，所述頂升上鋼板與頂升下鋼板之間還螺紋連接有若干限位張緊螺栓。