载荷加载装置及载荷加载方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种载荷加载装置及载荷加载方法，用于对一端固定且竖立设置的高耸结构构件施加载荷。其中，载荷加载方法包括以下步骤：步骤a，提供横梁，将横梁横向地固定于高耸结构构件的自由端；步骤b，向横梁施加轴向的第一载荷，第一载荷通过横梁使高耸结构构件受到弯矩载荷、且使高耸结构构件的自由端受到水平载荷；步骤c，向横梁上与高耸结构构件自由端具有预定距离的部位施加径向的第二载荷，第二载荷能通过横梁使高耸结构构件受到弯矩载荷和轴向载荷。本发明专利技术提供的载荷加载装置及载荷加载方法能够实现对高耸结构构件受力状况的模拟。

【技术实现步骤摘要】
载荷加载装置及载荷加载方法
本专利技术属于大型构件强度测试
，尤其涉及一种载荷加载装置及载荷加载方法。
技术介绍
在大型桥梁、高塔、风电等工程领域，会涉及到高耸结构构件的应用。以风力发电机组为例，支撑安装发电机和叶轮的塔架构件为高耸结构构件，一端固定于地面，另一端安装发电机和叶轮，形成悬臂梁结构。作为发电机组的支撑和安装基础，塔架构件在风力发电机组运行过程中不仅承受风力发电机组的重力作用，更承受风产生的侧向力作用，在塔架底部形成轴向载荷、水平载荷和弯矩载荷的多向荷载复合作用，受力复杂，其承载能力关系到整个风力发电机组的稳定和安全。基于以上原因，需要对塔架构件的受力状况及承载能力进行理论及试验研究分析。而现有试验设备只能进行水平和竖向的单向加载，对于复合受力的大型构件或结构模型试验，无法实现轴向载荷、水平载荷和弯矩载荷的同时加载。因此，如何搭建载荷加载装置和确定加载方法成为塔架构件的受力研究的技术难题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种载荷加载方法和载荷加载装置，能够使高耸结构构件受到复合载荷。第一方面，提供一种载荷加载方法，用于对一端固定且竖立设置的高耸结构构件施加载荷，包括以下步骤：步骤a，提供横梁，将横梁横向地固定于高耸结构构件的自由端；步骤b，向横梁施加轴向的第一载荷，第一载荷通过横梁使高耸结构构件受到弯矩载荷、且使高耸结构构件的自由端受到水平载荷；步骤c，向横梁上与高耸结构构件自由端具有预定距离的部位施加径向的第二载荷，第二载荷能通过横梁使高耸结构构件受到弯矩载荷和轴向载荷。在第一种可能的实现方式中，步骤a中，横梁垂直固定于高耸结构构件。结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，步骤b中，施加第一载荷时，第一载荷平行于横梁且作用点位于横梁的末端。结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，步骤c中，施加第二载荷时，第二载荷垂直于横梁且其作用点位于横梁的末端。结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，载荷加载方法还包括步骤d：向横梁施加径向的第三载荷，第三载荷的作用点与高耸结构构件同轴。结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，第三载荷的方向垂直于横梁。结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，步骤d在步骤a前执行，且在执行步骤a的过程中减小第三载荷以使高耸结构构件受到的轴向载荷保持预定值不变。结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，加载第一载荷、第二载荷和第三载荷时，分别通过多次加载逐渐加载至各个载荷的预定值。结合上述可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，加载第一载荷和第二载荷的过程中，监测横梁上第一载荷和/或第二载荷的加载作用点的位移量，并将位移量作为相应载荷的数值参考以控制第一载荷和第二载荷的加载过程。结合上述可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，第一载荷和第二载荷通过伺服作动器加载。结合上述可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，在对横梁施加第二载荷的同时，向横梁的一端施加平行于高耸结构构件的约束，且该端与第二载荷的作用点分布于高耸结构构件的两侧。第二方面，提供一种载荷加载装置，用于对一端固定且竖立设置的高耸结构构件施加载荷，包括横梁、第一施力机构和第二施力机构。其中，横梁具有在长度方向上依序相连的第一承载部、连接部和第二承载部；第一施力机构与横梁的第一承载部抵靠或固定连接；第二施力机构与横梁的第二承载部抵靠或固定连接。在使用时，横梁通过连接部横向地固定在高耸结构构件的自由端，第一施力机构向第一承载部施加沿横梁轴向的第一载荷，第二施力机构向第二承载部施加沿横梁径向的第二载荷。在第一种可能的实现方式中，在横梁与高耸结构构件共面的平面中，第二施力机构与高耸结构构件位于横梁的同侧。结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，横梁还包括固定于横梁上的连接构件，连接构件可拆卸地连接于高耸结构构件自由端。结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括固定的反力墙，反力墙垂直于横梁，第一施力机构连接于反力墙和横梁之间。结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，还包括固定的加力架，加力架垂直于横梁，第二施力机构连接于加力架和横梁之间。结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，还包括与横梁固定或抵靠连接的辅助施力机构，辅助施力机构与高耸结构构件同轴配置。结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，辅助加载装置包括连接件和千斤顶。千斤顶包括可相对运动的第一构件和第二构件，第一构件连接于横梁，第二构件连接于连接件。连接件一端连接千斤顶的第二构件，另一端固定。结合上述可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，第一施力构件和/或第二施力机构为伺服作动器。本专利技术提供的载荷加载装置及载荷加载方法，通过横梁垂直于高耸结构构件刚性连接于高耸结构构件顶端，对横梁施加沿横梁轴向和径向的载荷时能够使高耸结构构件受到弯矩载荷、水平载荷和轴向载荷，实现对高耸结构构件受力状况的模拟。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实验条件下塔架构件和塔架基础的结构和安装示意图；图2为根据本专利技术一个实施例提供的载荷加载装置结构示意图；图3为根据本专利技术另一个实施例提供的载荷加载装置结构示意图；图4为根据本专利技术另一个实施例提供的载荷加载装置结构示意图。其中：1-第一施力机构，100-第一伺服作动器，110-第一缸体，120-第一活塞杆。2-第二施力机构，200-第二伺服作动器，210-第二缸体，220-第二活塞杆。300-横梁，330-第一自由端，340-第二自由端。400-辅助施力机构，410-千斤顶，420-钢索。500-连接构件；600-反力墙；700-加力架；800-约束架。1a-塔架构件，3a-塔架基础，4a-固定板，5a-地基。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。本专利技术决不限于下面所提出的任何具体结构和配置，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本专利技术提供了一种载荷加载方法，用于对一端固定且竖向设置的高耸结构构件施加载荷，以使高耸结构构件受到轴向载荷、水平载荷和弯矩载荷，以下以塔架构件1a为例说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载荷加载方法，用于对一端固定且竖立设置的高耸结构构件施加载荷，包括：步骤a，提供横梁(300)，将所述横梁(300)横向地固定于所述高耸结构构件的自由端；步骤b，向所述横梁(300)施加轴向的第一载荷，所述第一载荷通过所述横梁(300)使所述高耸结构构件受到弯矩载荷、且使所述高耸结构构件的自由端受到水平载荷；步骤c，向所述横梁(300)上与所述高耸结构构件自由端具有预定距离的部位施加径向的第二载荷，所述第二载荷能通过所述横梁(300)使所述高耸结构构件受到弯矩载荷和轴向载荷。

【技术特征摘要】
1.一种载荷加载方法，用于对一端固定且竖立设置的高耸结构构件施加载荷，包括：步骤a，提供横梁(300)，将所述横梁(300)横向地固定于所述高耸结构构件的自由端；步骤b，向所述横梁(300)施加轴向的第一载荷，所述第一载荷通过所述横梁(300)使所述高耸结构构件受到弯矩载荷、且使所述高耸结构构件的自由端受到水平载荷；步骤c，向所述横梁(300)上与所述高耸结构构件自由端具有预定距离的部位施加径向的第二载荷，所述第二载荷能通过所述横梁(300)使所述高耸结构构件受到弯矩载荷和轴向载荷。2.根据权利要求1所述的载荷加载方法，其特征在于，所述步骤a中，所述横梁(300)垂直固定于所述高耸结构构件上。3.根据权利要求1所述的载荷加载方法，其特征在于，所述步骤b中，施加所述第一载荷时，所述第一载荷平行于所述横梁(300)且作用点位于所述横梁(300)的末端。4.根据权利要求1所述的载荷加载方法，其特征在于，所述步骤c中，施加所述第二载荷时，所述第二载荷垂直于所述横梁(300)且其作用点位于所述横梁(300)的末端。5.根据权利要求1-4中任意一项中所述的载荷加载方法，其特征在于，还包括步骤d：向所述横梁(300)施加径向的第三载荷，所述第三载荷的作用点与所述高耸结构构件同轴。6.根据权利要求5所述的载荷加载方法，其特征在于，所述第三载荷的方向垂直于所述横梁(300)。7.根据权利要求5所述的载荷加载方法，其特征在于，所述步骤d在所述步骤a前执行，且在执行所述步骤a的过程中减小所述第三载荷以使所述高耸结构构件受到的轴向载荷保持预定值不变。8.根据权利要求5所述的载荷加载方法，其特征在于，加载所述第一载荷、所述第二载荷和所述第三载荷时，分别通过多次加载逐渐加载至各个载荷的预定值。9.根据权利要求1-4中任意一项所述的载荷加载方法，其特征在于，加载所述第一载荷和所述第二载荷的过程中，监测所述横梁(300)上所述第一载荷和第二载荷的加载作用点的位移量，并将所述位移量作为相应载荷的数值参考以控制所述第一载荷和所述第二载荷的加载过程。10.根据权利要求1-4中任意一项所述的载荷加载方法，其特征在于，所述第一载荷和第二载荷通过伺服作动器加载。11.根据权利要求1所述的载荷加载方法，其特征在于，在对所述横梁(300)施加所述第二载荷的同时，向所述横梁(300)的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑帅泉，刘晓峰，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11