一种可自由调控的环境‑疲劳荷载耦合模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可自由调控的环境‑疲劳荷载耦合模拟装置，包括球铰连接部分、顶板、上部加载件、螺杆、橡胶限位块、滑动条及锁紧螺钉、气泡水平仪、下部加载件、支撑件和腐蚀溶液箱。顶板中部设有矩形槽，供上部加载件滑动。螺杆分别穿过上部加载件与顶板，旋转螺杆可灵活调节上部加载件的位置，以适应不同类型和不同尺寸的测试件。橡胶限位块用于卡住螺杆，滑动条及锁紧螺钉固定橡胶限位块。腐蚀溶液箱提供各种不同的腐蚀环境条件，以对测试件进行不同环境下的疲劳荷载情况的模拟测试。气泡水平仪与支撑件用于确保加载装置的位置精确，以提高控制精度。此装置操作方便、调控性强，在不同环境与疲劳荷载耦合模拟方面有广泛的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置
本技术涉及一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置。
技术介绍
疲劳荷载会导致材料与构件的服役性能退化甚至发生疲劳脆性断裂，而腐蚀环境会加速这一退化或断裂过程。在金属材料试验方面，腐蚀疲劳裂纹扩展速率是开展工程构件疲劳损伤容限分析的重要依据。目前材料的腐蚀疲劳裂纹扩展速率试验受加载装置的限制，防腐要求较高，且所适用的试件形式较为单一。比如，已有装置通过设计环境箱套住紧凑拉伸试件，环境箱在试件缺口处开孔，在开孔处采用橡胶皮隔绝引伸计与腐蚀溶液，但是该装置对密封性要求较高，且橡胶皮可能影响引伸计的灵敏度。密封性以及腐蚀溶液渗漏等问题同样存在于一些中心裂纹拉伸试件的试验中。也有针对单边缺口试件开发的装置，避免引伸计接触溶液而遭受腐蚀，不足之处是适用范围受限，且加载装置的加载点可调节性差或者不具备连续调节的能力。在梁式构件试验方面，现有方法多通过对试验梁的主筋进行通电加速锈蚀，待试验梁主筋达到设计的锈蚀率时再进行疲劳加载。这种方法为构件腐蚀后的疲劳性能研究，未考虑腐蚀环境-疲劳荷载耦合，与实际情况不符。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本技术提供了一种结构新颖、经济可行、实用性强的可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置。为了实现上述技术目的，本技术的技术方案是，一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，包括球铰连接部分、加载部分和支撑件。所述的支撑件上设有待测试件，所述的加载部分通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器并对待测试件进行压力加载。所述的球铰连接部分包括球铰和连接件，球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，球铰的球体通过连接件连接至加载部分。所述的加载部分包括上部加载部分和下部加载部分，上部加载部分和下部加载部分分别设置于待测试件的上下两端。所述的上部加载部分包括顶板、一个上部加载件和一个螺杆，所述的顶板通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器，顶板上开有一个矩形槽，所述的上部加载件的顶部设有凸起，所述的凸起的形状与矩形槽相匹配并嵌入至矩形槽中，且凸起在沿矩形槽延伸方向上开有供螺杆通过的孔洞，孔洞内设有内螺纹以匹配螺杆，顶板在矩形槽位置的两侧端部开有通孔以供螺杆穿入至矩形槽中并穿过凸起上的孔洞，上部加载件的底部为齿状凸起并接触待测试件的上端。所述的下部加载部分包括一个下部加载件，所述的下部加载件顶部设有齿状凸起并接触待测试件的下端。所述的支撑件包括用于水平支撑待测试件的整平辅助件，所述的整平辅助件为矩形体，顶面放置待测试件，且中部留有用于容纳下部加载件的空隙。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，还包括腐蚀溶液箱，所述腐蚀溶液箱内设有腐蚀性溶液，所述的支撑件和下部加载件均置于腐蚀溶液箱内，待测试件浸泡于腐蚀溶液中。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的球铰连接部分包括球铰和两个连接件，所述的球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，所述的球铰的球体两端对称固定有水平设置的钢棒，所述的两个连接件分别设置于球铰的两端并固定于加载部分上，连接件上均开设有用于容纳钢棒的孔洞，球铰通过钢棒穿入至连接件的孔洞中来驱动加载部分。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的上部加载部分还包括至少一个橡胶限位块，所述的橡胶限位块呈倒U形，设置于矩形槽中并卡扣在螺杆上。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的上部加载部分还包括与橡胶限位块数量相等的滑动条和用于固定滑动条的锁紧螺钉，所述的滑动条与顶板上的矩形槽垂直设置于顶板上，滑动条的两端为向下延伸出的钩状件并卡扣在顶板的两相对边缘处，钩状件设有螺孔并通过锁紧螺钉穿过螺孔来进行固定，滑动条穿过矩形槽的位置为矩形槽内所设橡胶限位块的位置。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，还包括气泡水准仪，所述的气泡水准仪设置于上部加载部分的顶板上。一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，包括球铰连接部分、加载部分和支撑件，所述的支撑件上设有待测试件，所述的加载部分通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器并对待测试件进行压力加载。所述的球铰连接部分包括球铰和连接件，球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，球铰的球体通过连接件连接至加载部分。所述的加载部分包括上部加载部分和下部加载部分，上部加载部分和下部加载部分分别设置于待测试件的上下两端。所述的上部加载部分包括顶板、至少两个上部加载件和数量与上部加载件相等的螺杆，所述的顶板通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器，顶板上开有与上部加载件数量相等的矩形槽，所述的上部加载件的顶部设有数量与矩形槽相等的凸起，所述的凸起的形状与矩形槽相匹配并嵌入至矩形槽中，且凸起在沿矩形槽延伸方向上开有供螺杆通过的孔洞，每个上部加载件凸起上的孔洞均只有一个设有内螺纹以匹配螺杆，且每个设有内螺纹的孔洞均不处于同一个矩形槽内，顶板在矩形槽位置的两侧端部开有通孔以供螺杆穿入至矩形槽中并穿过凸起上的孔洞，上部加载件的底部为齿状凸起并接触待测试件的上端。所述的下部加载部分包括至少一个下部加载件，所述的下部加载件顶部设有齿状凸起并接触待测试件的下端。所述的支撑件包括用于水平支撑待测试件的整平辅助件，所述的整平辅助件为矩形体，顶面放置待测试件，且中部留有用于容纳下部加载件的空隙。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，还包括腐蚀溶液箱，所述腐蚀溶液箱内设有腐蚀性溶液，所述的支撑件和下部加载件均置于腐蚀溶液箱内，待测试件浸泡于腐蚀溶液中。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的球铰连接部分包括球铰和两个连接件，所述的球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，所述的球铰的球体两端对称固定有水平设置的钢棒，所述的两个连接件分别设置于球铰的两端并固定于加载部分上，连接件上均开设有用于容纳钢棒的孔洞，球铰通过钢棒穿入至连接件的孔洞中来驱动加载部分。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的上部加载部分还包括至少一个橡胶限位块，所述的橡胶限位块呈倒U形，设置于矩形槽中并卡扣在螺杆上。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，所述的上部加载部分还包括与橡胶限位块数量相等的滑动条和用于固定滑动条的锁紧螺钉，所述的滑动条与顶板上的矩形槽垂直设置于顶板上，滑动条的两端为向下延伸出的钩状件并卡扣在顶板的两相对边缘处，钩状件设有螺孔并通过锁紧螺钉穿过螺孔来进行固定，滑动条穿过矩形槽的位置为矩形槽内所设橡胶限位块的位置。所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，还包括气泡水准仪，所述的气泡水准仪设置于上部加载部分的顶板上。本技术的技术效果在于，可自由调节并高精度控制加载位置，且上、下加载件的数量可适当增减以满足不同试验的需求，可适用于混凝土立方体试块或混凝土棱形试块的劈裂试验，也适用于不同尺寸单边缺口试件的腐蚀疲劳裂纹扩展试验，以及可适用于不同尺寸的小型梁式构件的环境-疲劳耦合加载试验。此装置构造简单、操作方便、造价低廉，在不同环境与疲劳荷载耦合模拟方面有广泛的应用价值。下面结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术的整体构造示意图；图2为本技术的分解示意图；图3球铰连接部分的具体构造示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自由调控的环境‑疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，包括球铰连接部分、加载部分和支撑件，所述的支撑件上设有待测试件，所述的加载部分通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器并对待测试件进行压力加载；所述的球铰连接部分包括球铰和连接件，球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，球铰的球体通过连接件连接至加载部分；所述的加载部分包括上部加载部分和下部加载部分，上部加载部分和下部加载部分分别设置于待测试件的上下两端；所述的上部加载部分包括顶板、一个上部加载件和一个螺杆，所述的顶板通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器，顶板上开有一个矩形槽，所述的上部加载件的顶部设有凸起，所述的凸起的形状与矩形槽相匹配并嵌入至矩形槽中，且凸起在沿矩形槽延伸方向上开有供螺杆通过的孔洞，孔洞内设有内螺纹以匹配螺杆，顶板在矩形槽位置的两侧端部开有通孔以供螺杆穿入至矩形槽中并穿过凸起上的孔洞，上部加载件的底部为齿状凸起并接触待测试件的上端；所述的下部加载部分包括一个下部加载件，所述的下部加载件顶部设有齿状凸起并接触待测试件的下端；所述的支撑件包括用于水平支撑待测试件的整平辅助件，所述的整平辅助件为矩形体，顶面放置待测试件，且中部留有用于容纳下部加载件的空隙。...

【技术特征摘要】
1.一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，包括球铰连接部分、加载部分和支撑件，所述的支撑件上设有待测试件，所述的加载部分通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器并对待测试件进行压力加载；所述的球铰连接部分包括球铰和连接件，球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，球铰的球体通过连接件连接至加载部分；所述的加载部分包括上部加载部分和下部加载部分，上部加载部分和下部加载部分分别设置于待测试件的上下两端；所述的上部加载部分包括顶板、一个上部加载件和一个螺杆，所述的顶板通过球铰连接部分连接疲劳试验机的作动器，顶板上开有一个矩形槽，所述的上部加载件的顶部设有凸起，所述的凸起的形状与矩形槽相匹配并嵌入至矩形槽中，且凸起在沿矩形槽延伸方向上开有供螺杆通过的孔洞，孔洞内设有内螺纹以匹配螺杆，顶板在矩形槽位置的两侧端部开有通孔以供螺杆穿入至矩形槽中并穿过凸起上的孔洞，上部加载件的底部为齿状凸起并接触待测试件的上端；所述的下部加载部分包括一个下部加载件，所述的下部加载件顶部设有齿状凸起并接触待测试件的下端；所述的支撑件包括用于水平支撑待测试件的整平辅助件，所述的整平辅助件为矩形体，顶面放置待测试件，且中部留有用于容纳下部加载件的空隙。2.根据权利要求1所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，还包括腐蚀溶液箱，所述腐蚀溶液箱内设有腐蚀性溶液，所述的支撑件和下部加载件均置于腐蚀溶液箱内，待测试件浸泡于腐蚀溶液中。3.根据权利要求1所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，所述的球铰连接部分包括球铰和两个连接件，所述的球铰的球壳连接至疲劳试验机的作动器，所述的球铰的球体两端对称固定有水平设置的钢棒，所述的两个连接件分别设置于球铰的两端并固定于加载部分上，连接件上均开设有用于容纳钢棒的孔洞，球铰通过钢棒穿入至连接件的孔洞中来驱动加载部分。4.根据权利要求1所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，所述的上部加载部分还包括至少一个橡胶限位块，所述的橡胶限位块呈倒U形，设置于矩形槽中并卡扣在螺杆上。5.根据权利要求4所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，所述的上部加载部分还包括与橡胶限位块数量相等的滑动条和用于固定滑动条的锁紧螺钉，所述的滑动条与顶板上的矩形槽垂直设置于顶板上，滑动条的两端为向下延伸出的钩状件并卡扣在顶板的两相对边缘处，钩状件设有螺孔并通过锁紧螺钉穿过螺孔来进行固定，滑动条穿过矩形槽的位置为矩形槽内所设橡胶限位块的位置。6.根据权利要求1所述的一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，还包括气泡水准仪，所述的气泡水准仪设置于上部加载部分的顶板上。7.一种可自由调控的环境-疲劳荷载耦合模拟装置，其特征在于，包括球铰连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭忠照，马亚飞，王磊，张建仁，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43