[發明專利]一種測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 202210975010.1
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115343156A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 何芝仙;周悅;翟傳鵬;張亞
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/06;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

1.一種測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置,其特征在于：實驗裝置設有框架，所述框架的上部和下部均固定有加載部，所述加載部的相向面設有上活動工作臺和下活動工作臺，所述加載部驅動上活動工作臺和下活動工作臺相向或反向運動，所述上活動工作臺和下活動工作臺的相向面固定有用于夾持試驗壓桿的剛度可調支承約束。

2.根據權利要求1所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述框架設有上固定板和下固定板，所述上固定板和下固定板兩側通過立柱連接，兩側的所述立柱與上固定板、下固定板之間設有加固連桿，所述上固定板和下固定板的相對位置均設有貫通螺紋孔，所述螺紋孔用于固定加載螺桿。

3.根據權利要求2所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述加載部設有兩條豎直設置的導向桿，活動工作臺的兩側設有供導向桿穿過的通孔，所述活動工作臺固定在導向桿上并沿著導向桿滑動，所述加載螺桿一端通過轉軸固定在活動工作臺上，另一端延伸出螺紋孔并固定有加載手輪。

4.根據權利要求3所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述上固定板和下固定板上均設有沿著導向桿伸展的支承架，所述導向桿固定在支承架上，所述上活動工作臺與上固定板之間設有位移傳感器，所述轉軸與活動工作臺之間設有力傳感器，所述位移傳感器和力傳感器均通過數據線連接至數據顯示設備。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述剛度可調支承約束設有支架結構，所述支架結構上設有用于固定到活動工作臺上的連接耳，所述支架結構上設有兩個軸承座，所述軸承座固定滾軸的兩端，所述軸承座上設有鎖緊螺孔，所述鎖緊螺孔內安裝有用于鎖止或松開滾軸的滾軸固定螺釘，所述滾軸上設有試件夾具，所述試件夾具通過箍環安裝在滾軸上，所述箍環上也設有鎖緊螺孔，該鎖緊螺孔內安裝有用于鎖止或松開試件夾具的試件夾具器固定螺釘，所述試件夾具上設有用于固定試驗壓桿的試件固定螺釘。

6.根據權利要求5所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述滾軸一端伸出軸承座并固接有支承剛度調節桿，所述支承剛度調節桿和滾軸整體呈L形，所述支架結構上設有沿著支承剛度調節桿設置的滑槽，所述滑槽內嵌入有沿滑槽滑動的支承剛度調節塊，所述支承剛度調節塊上設有限位孔，所述支承剛度調節桿穿過限位孔并與限位孔間隙配合，沿著所述滑槽設有刻度尺。

7.根據權利要求1或6所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，其特征在于：所述試驗壓桿呈條狀結構、桿狀結構或具有初撓度的桿件，所述試驗壓桿的兩端均設有固定孔，所述固定孔與試件固定螺釘配合。

8.一種測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗方法，其特征在于：實驗方法使用測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗裝置，包括以下步驟：

步驟1、根據試驗壓桿的長度調整剛度可調支承約束的間距，再將試驗壓桿的兩端固定到剛度可調支承約束上，

步驟2、根據試驗壓桿對應的試件約束剛度，調節支承剛度調節塊；

步驟3、松開試件夾具器固定螺釘，使試件夾具的箍環能夠相對滾軸旋轉，測試內容：試驗壓桿受到兩端鉸支約束；

步驟4、同時擰緊鎖止試件夾具器固定螺釘和滾軸固定螺釘，使試件夾具、滾軸和軸承座固定成一體，測試內容：試驗壓桿受到兩端固定約束；

步驟5、保持試件夾具器固定螺釘呈擰緊鎖止狀態，松開滾軸固定螺釘，使試件夾具與滾軸固定成一體，并可以在軸承座中轉動，測試內容：試驗壓桿受到一定數量的支承剛度約束。

9.根據權利要求8所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗方法，其特征在于：所述步驟1-5中通過調節支承剛度調節塊改變試驗壓桿的支承約束剛度，并在刻度尺上讀取當前支承剛度的數值。

10.根據權利要求8或9所述的測量壓桿軸向壓力與位移關系的實驗方法，其特征在于：所述步驟3-5中，不同的測試內容維持狀態下，轉動上工作臺上的加載手輪加載，采用等量逐級加載法加載，記錄力傳感器和位移傳感器的讀數，獲得了試驗壓桿軸向壓力和軸向位移之間的關系以及壓桿失穩時的臨界壓力，最后將試驗結果與理論解相比較，計算誤差。