[發明專利]一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202310025833.2
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN115931569A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 沈功田;劉然;張鵬飛;劉朔;喬帥
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王芳

本發明公開了一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置及方法，包括支撐架、升降機構、加載單元和檢測單元，支撐架上設置有升降機構，升降機構上鉸接有加載單元，加載單元上設置有檢測單元，檢測單元能檢測施力大小和壓桿的形變量，加載單元能夠設置若干個傳力單元。本發明的利用加載單元配合傳力單元實現壓桿結構可變式受力的模擬游樂設施服役狀態的多種復雜受力模式測試，實現了復合材料壓桿結構承受載荷的精準控制，同時可獲得變形量的實驗數據采集，計算出疲勞強度等壓桿性能數據。

技術領域

本發明涉及疲勞測試裝置的技術領域，特別是涉及一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置及方法。

背景技術

在游樂設施的運行中，為了防止乘客在設備產品滾動或沖擊較大時脫離乘坐物，娛樂設備設置了相應形式的安全壓力桿。根據不同的使用場合，安全壓桿有不同形式。游樂設施安全壓桿所受負載相對復雜，包括慣性負載、摩擦負載、沖擊和安全壓桿空行程干擾力矩載荷等。使用碳纖維與金屬連接件組合的車用多人壓桿及壓桿臂復合材料壓桿結構在輕量化上表現出色，但為了使復合材料安全壓桿結構在游樂設施實際運行中工作可靠，應對壓桿結構進行負載模擬試驗，這可以全面檢測和考核安全壓桿在實際負載條件下的動態特性、力學性能、以及系統可靠性，就可將外場試驗轉化成試驗室條件下的試驗。

目前針對復合材料的壓桿結構性能測試，現有的一種安全壓杠試驗裝置僅適用于小型壓杠結構以及結構單點受力運動的情況，對于諸如桿類試樣，需要變換測試位置的場合，基于對測試對象的考量，該裝置并不適用。現有的游樂設施壓桿測試裝置利用掛鉤實現拉力載荷的傳遞，同時龍門架的拉伸使得加載方向和位置固定化，與實際的載人運行狀態的受力情況的匹配程度不高，不能實現模擬多人承載復雜狀態下，復合材料安全壓桿模擬均布線載荷以及偏重載荷疲勞的破壞試驗的測試。

發明內容

本發明的目的是提供一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置及方法，以解決上述現有技術存在的問題，使壓桿的受力加載方向和位置可調整，疲勞測試更符合實際運行狀態。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置，包括支撐架、升降機構、加載單元和檢測單元，所述支撐架上設置有所述升降機構，所述升降機構上鉸接有所述加載單元，所述加載單元上設置有所述檢測單元，所述檢測單元能檢測施力大小和壓桿的形變量，所述加載單元能夠設置若干個傳力單元。

優選的，所述加載單元包括液壓缸和所述傳力單元，所述傳力單元包括加載桿和安全帶，所述液壓缸的底座鉸接于所述升降機構、頂桿鉸接于所述加載桿上，所述頂桿與所述加載桿之間設置有所述加載單元，所述加載桿上設置有所述安全帶，所述安全帶用于綁定所述加載桿和所述壓桿。

優選的，所述安全帶的數量和設置位置能夠根據實驗模擬狀態進行調整，所述安全帶的材質包括滌綸、丙綸或者尼龍。

優選的，所述加載桿為一橫桿或者一矩形框架。

優選的，所述檢測單元包括壓力傳感器和位移傳感器。

優選的，所述壓力傳感器和所述位移傳感器分別與一控制單元通訊連接。

優選的，所述升降機構包括電機、絲杠、橫梁和導向桿，所述支撐架上對稱設置有滑軌，所述橫梁的兩端分別與所述滑軌相匹配，所述絲杠豎直貫穿所述橫梁的中心，所述導向桿豎直且對稱設置于所述橫梁的兩端，所述導向桿的兩端均固定于所述支撐架上，所述絲杠的下端與所述電機連接，所述橫梁的側面上鉸接有所述加載單元。

優選的，所述滑軌的頂部設置有限位器或者行程開關。

本發明還涉及一種模擬壓桿服役狀態的疲勞測試方法，基于上述的模擬壓桿服役狀態的疲勞測試裝置，具體包括如下步驟：

a.將待測的壓桿及其鉸接座安裝于一平臺上，并按照預設測試方案，通過設定數量的安全帶將所述壓桿的設定位置與加載單元連接；