动静态多功能试验伺服加载系统技术方案

本实用新型专利技术涉及动静态多功能试验伺服加载系统，属于土木工程技术领域。系统包括钢反力平台、反力墙、刚性十字型加载梁和动态作动器，所述反力墙包括呈90°的反力墙一和反力墙二，所述动态作动器包括若干个水平向动态作动器和若干个竖向动态作动器，水平向动态作动器分别与反力墙和刚性十字型加载梁连接，竖向动态作动器分别与钢反力平台和刚性十字型加载梁连接。本实用新型专利技术系统组件可自由拆装形成不同功能的试验伺服加载系统，可通过拆装连接和控制作动器实现静态多维加载、动态多维加载、竖向高速冲击加载及海浪波模拟加载系统间的自由转换，可大大节省了实验时人力、物力的投入，是设计合理、高效便捷、可自由拆卸、多功能的试验伺服加载系统。

【技术实现步骤摘要】
动静态多功能试验伺服加载系统
本技术涉及动静态多功能试验伺服加载系统，属于土木工程

技术介绍
近年来地震频发，超大地震、密集地震及伴随或引发的海啸、泥石流等次生灾害会造成海陆基础设施工程结构严重破坏；此外，交通事故，恐怖袭击等偶然事件也都会对基础设施结构构件造成损伤和毁坏，且难以修复，导致重大经济损失，威胁生命安全。亟待真实模拟结构体系及结构构件地震作用、海啸、车船撞击、爆炸及冲击等作用下的力学行为的模拟测试平台。然而，现有结构试验系统不能很好的模拟大型结构构件在多灾害环境下的非线性动态行为，特别是对大型结构构件的多维动态快速滞回加载能力不足。现有的加载系统大多可进行静态往复加载试验、拟动力实验等静态试验，但是安装及拆卸复杂，且不能模拟结构构件在实际结构中的多种边界和加载条件。因此，亟待研发一种能够兼备动静态试验功能、拆装灵活又能模拟多维加载边界条件的试验系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有加载系统存在的上述缺陷，提出了动静态多功能试验伺服加载系统。本技术是采用以下的技术方案实现的：一种动静态多功能试验伺服加载系统，包括钢反力平台、反力墙、刚性十字型加载梁和动态作动器，所述反力墙包括呈90°的反力墙一和反力墙二，所述动态作动器包括若干个水平向动态作动器和若干个竖向动态作动器，水平向动态作动器分别与反力墙和刚性十字型加载梁连接，竖向动态作动器分别与钢反力平台和刚性十字型加载梁连接。所述反力墙为钢筋混凝土反力墙。所述钢反力平台和反力墙上设有若干螺栓孔。所述螺栓孔间距500mm×500mm。所述刚性十字型加载梁四端设有可拆卸的滑动端头。所述刚性十字型加载梁底部设有可拆卸的冲击锤头。所述刚性十字型加载梁底部设有可拆卸的海浪波模拟装置。所述动态作动器包括四个水平向动态作动器和四个竖向动态作动器，八个动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁可对结构构件及体系进行多个方向单调加载，可实现多维静态加载。所述钢反力平台、反力墙、刚性十字型加载梁和动态作动器之间的连接均为可拆卸连接。所述钢反力平台、反力墙、刚性十字型加载梁和动态作动器之间的连接均为铰接。所述可拆卸支撑钢架、可拆卸冲击锤头、可拆卸冲击试验减振保护装置、海浪波模拟装置、海浪波冲击试件平台通过拆卸组装可分别进行不同功能的伺服加载试验。所述钢反力平台与钢筋混凝土反力墙和混凝土地面通过螺栓连接。所述钢反力平台上还设有可拆卸支撑钢架，可拆卸支撑钢架上设有柱形滑道，柱形滑道上连接有可拆卸的滑动端头。所述可拆卸的滑动端头上设有圆形通孔，柱形滑道为圆柱形，可拆卸的滑动端头与柱形滑道滑动连接。所述柱形滑道下端填充有减振垫块。所述刚性十字型加载梁下方设有可拆卸冲击试验减振保护装置。所述可拆卸冲击试验减振保护装置中设有速度相关型阻尼器，采用粘滞性阻尼器，以减弱试件瞬时破坏产生的振动。所述八个动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁可对结构构件及体系进行多个方向快速的循环往复加载、卸载，可实现多维动态加载。所述刚性十字型加载梁底部设有可拆卸的冲击锤头。所述冲击锤头包括穿透式冲击锤头和落锤式冲击锤头。所述钢反力平台上设有可拆卸支撑钢架和可拆卸冲击试验减振保护装置，刚性十字型加载梁四端与可拆卸支撑钢架的可拆卸滑动端头连接，可拆卸滑动端头与可拆卸钢架的柱形滑道滑动连接，四个水平向动态作动器可进行拆卸，拆卸后四个竖向动态作动器配合刚性十字型加载梁、可拆卸支撑钢架、可拆卸冲击锤头和可拆卸冲击试验减振保护装置可实现动态冲击加载。所述刚性十字型加载梁底部设有可拆卸的海浪波模拟装置。刚性十字型加载梁下方设有海浪波冲击试件平台。所述海浪波模拟装置内部填充有粘滞流体。所述钢反力平台上设有海浪波冲击试件平台，刚性十字型加载梁底部设有海浪波模拟装置，海浪波模拟装置内部填充有粘滞流体，四个水平向动态作动器可进行拆卸，拆卸后四个竖向动态作动器配合刚性十字型加载梁、可拆卸支撑钢架、海浪波模拟装置和海浪波冲击试件平台可实现海浪波冲击加载。所述钢反力平台、反力墙、刚性十字型加载梁和动态作动器之间的连接均为可拆卸连接，可拆卸支撑钢架、可拆卸冲击锤头、可拆卸冲击试验减振保护装置、海浪波模拟装置、海浪波冲击试件平台通过拆卸组装可分别进行不同功能的伺服加载试验。本技术的使用方法如下所述：需要进行多维静态加载试验时，试件顶部与刚性十字型加载梁底部中央部位刚接，试件底部与钢反力平台刚接，八个动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁进行加载，可对结构构件及体系进行多维静态加载。需要进行多维动态加载试验时，试件顶部与刚性十字型加载梁底部中央部位刚接，试件底部与钢反力平台刚接，八个动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁进行快速循环往复加载，可对结构构件及体系进行多维动态加载。该功能可进行剪力墙、梁、柱、节点、隔震支座及2-3层结构多维静力加载、低周往复加载、拟动力加载、实时混合仿真加载、动态低幅度疲劳加载及动态大幅值往复加载等试验，可施加拉、压、弯、剪及扭等动静态荷载，模拟多种边界条件。需要进行动态冲击试验时，保持四个竖向动态作动器不变，将与刚性十字型加载梁一侧连接的水平向动态作动器拆卸，另一侧可悬挂在反力墙上。四个可拆卸滑动端头一端分别与刚性十字型加载梁伸臂端部刚性连接，另一端与可拆卸支撑钢架中的柱形滑道相连接，可拆卸冲击试验减振保护装置固定于十字型加载梁底部正下方的钢反力平台，在可拆卸支撑钢架支撑与防护下形成竖向冲击试验系统。进行冲击实验时，试件置于可拆卸冲击试验减振保护装置内，将不同形式的锤头与刚性十字型加载梁底部连接，通过控制竖向四个动态作动器对刚性十字型加载梁施加竖向拉力，同时在重力作用下，使刚性十字型加载梁达到设计速度，使锤头冲击试验试件，进行冲击试验研究。进行试验时，因冲击力大，冲击速度快，为避免刚性十字型加载梁失稳，损坏动态作动器及钢反力平台，且防止试件破坏后刚性十字型加载梁会对作动器产生过量冲击并导致动态作动器损坏，在可拆卸支撑钢架的竖向导轨下增设减振垫块对刚性十字型加载梁进行缓冲隔振，在可拆卸冲击试验减振保护装置中设置速度型阻尼器以减弱试件瞬时破坏产生的振动。海浪波冲击模拟装置内部填充粘滞流体，可填充液压油等粘滞流体，液压油在运动时各层流速不同，相邻两流层之间有相对运动，产生粘滞力。通过海浪波模拟装置持续向试件施加荷载，模拟波浪荷载，海浪波冲击模拟装置表面用高强高韧性弹性复合材料，例如采用碳纤维增强复合材料包裹，形成封闭的软体，使其具有轻质高强、高韧性、耐磨损抗烧蚀的性能，更好地模拟海浪波实时性和真实性，海浪波冲击模拟装置通过顶部的刚性连接板与刚性十字型加载梁连接，底部为柔性接触面。需要进行海浪波冲击模拟试验时，控制四个竖向动态作动器，通过刚性十字型加载梁，使软体的海浪波冲击模拟装置产生类似海浪波的运动，达到试验设计要求时，软体底部柔性接触面与试件可以紧密贴合接触，模拟海浪冲击作用，进行试验。本技术所述的动静态多功能试验伺服加载系统，通过在有限的空间内，利用尽可能少的部件，通过选择性连接，组合拆装选择使用所需部件，实现多维静态加载试验、多维动态加载试验、动态加载试验和海浪波冲击模拟试验。作动器可以根据需要进行参数的调整，连接方式均为可拆卸连接，组合更加灵活，实现功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：包括钢反力平台(9)、反力墙、刚性十字型加载梁(7)和动态作动器，所述反力墙包括呈90°的反力墙一(1)和反力墙二(2)，所述动态作动器包括若干个水平向动态作动器和若干个竖向动态作动器，水平向动态作动器分别与反力墙和刚性十字型加载梁(7)连接，竖向动态作动器分别与钢反力平台(9)和刚性十字型加载梁(7)连接。

【技术特征摘要】
1.一种动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：包括钢反力平台(9)、反力墙、刚性十字型加载梁(7)和动态作动器，所述反力墙包括呈90°的反力墙一(1)和反力墙二(2)，所述动态作动器包括若干个水平向动态作动器和若干个竖向动态作动器，水平向动态作动器分别与反力墙和刚性十字型加载梁(7)连接，竖向动态作动器分别与钢反力平台(9)和刚性十字型加载梁(7)连接。2.根据权利要求1所述的动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：所述钢反力平台(9)和反力墙上设有若干螺栓孔，所述钢反力平台(9)、反力墙、刚性十字型加载梁(7)和动态作动器之间的连接均为可拆卸连接，可拆卸支撑钢架(8)、可拆卸冲击锤头、可拆卸冲击试验减振保护装置(19)、海浪波模拟装置(20)、海浪波冲击试件平台(21)通过拆卸组装可分别进行不同功能的伺服加载试验。3.根据权利要求1所述的动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：所述动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁(7)可对结构构件及体系进行多个方向单调加载，可实现多维静态加载。4.根据权利要求1所述的动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：所述八个动态作动器协同联动牵引刚性十字型加载梁(7)可对结构构件及体系进行多个方向快速的循环往复加载、卸载，可实现多维动态加载。5.根据权利要求1所述的动静态多功能试验伺服加载系统，其特征在于：所述钢反力平台(9)上还设有可拆卸支撑钢架(8)，可拆卸支撑钢架(8)上设有柱形滑道(16)，柱形滑道(16)上连接有可拆卸的滑动端头，柱形滑道(16)下端填充有减振垫块(18)。6.根据权利要求1所述的动静态多功...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立猛，张春巍，于德湖，王玉田，徐洋，郜殿伟，闫海鹏，郑杰，段存坤，孙宇雁，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37