一种适用于弯扭失稳的空间加载系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种适用于弯扭失稳的空间加载系统和方法。该加载系统包括待加载试件、反力框架、电液伺服作动器、球铰端头、连接夹板和双向跟动装置；反力框架由龙门反力框架和试件两端支座组成；待加载试件平躺于龙门反力框架中，两端与支座按照实验需求连接，跨中通过连接夹板和球铰端头与电液伺服作动器连接；电液伺服作动器的另一端通过双向跟动装置与反力框架连接。本发明专利技术使用龙门反力框架和支座实现试验加载时力的自平衡，使用连接夹板保证力的作用可以传递到待加载试件上，使用双向跟动装置和球铰端头实现电液伺服作动器在空间加载时的平动及扭转，并同时保证其加载方向竖直向下，具有准确、稳定、干扰小的优点。

A Space Loading System for Bending-Torsion Instability

【技术实现步骤摘要】
一种适用于弯扭失稳的空间加载系统和方法
本专利技术涉及一种适用于弯扭失稳的空间加载系统和方法，属于土木工程结构试验领域。
技术介绍
建筑、桥梁结构中的梁、拱在使用中是受弯构件，而弯矩往往是由其上的荷载造成，这一荷载产生于结构自重、雪荷载等各种重力荷载和其他荷载。针对重力荷载的研究和实验，目前对这类荷载的研究一般止于构件整体失稳，加载方式多采用的是用千斤顶直接提供垂直向下的荷载，这种实验有如下缺点：（1）千斤顶与构件的接触面会产生很大的摩擦力，这一摩擦力将阻止构件在整体失稳后发生平面内或平面外的扭转；（2）在整体失稳发生后，千斤顶提供的作用力将不再垂直向下，这时反而会加快构件的失稳且不再符合实际情况；（3）构件在整体失稳后依然具有一部分承载力，这种实验将不对这一部分进行考虑。以上缺点导致实验结果不准确且缺乏完整性。另一种常用的提供垂直向下荷载的方法是挂载法，在试验设计位置施加重物，以提供稳定竖直向下的荷载，这种实验有如下缺点：（1）在试件下部需要较大的空间，这将使得整个试验过程都在较高处实施，给实验带来较大难度；（2）提供的荷载较为固定，可以实现逐级加载，但无法使加载过程平滑连续。以上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于弯扭失稳的空间加载系统，其特征在于：包括反力框架、电液伺服作动器、双向跟动装置、球铰端头、连接夹板、待加载试件；反力框架由一组龙门反力架与支座组成；龙门反力架包括反力架柱、反力架主梁和反力架次梁；反力架柱和支座竖直设置，龙门反力架上部分别由两根平行设置的反力架主梁和反力架次梁连接；反力架次梁下方设有双向跟动装置；双向跟动装置下方设有电液伺服作动器；待加载试件平躺置于龙门反力架的下方，试件两端按实验需要与支座连接，试件待加载位置与球铰端头底座通过一组连接夹板相连，球铰端头与电液伺服作动器通过法兰连接；电液伺服作动器另一端通过双向跟动装置与反力框架固定；所述球铰端头包含一个核心球、一...

【技术特征摘要】
1.一种适用于弯扭失稳的空间加载系统，其特征在于：包括反力框架、电液伺服作动器、双向跟动装置、球铰端头、连接夹板、待加载试件；反力框架由一组龙门反力架与支座组成；龙门反力架包括反力架柱、反力架主梁和反力架次梁；反力架柱和支座竖直设置，龙门反力架上部分别由两根平行设置的反力架主梁和反力架次梁连接；反力架次梁下方设有双向跟动装置；双向跟动装置下方设有电液伺服作动器；待加载试件平躺置于龙门反力架的下方，试件两端按实验需要与支座连接，试件待加载位置与球铰端头底座通过一组连接夹板相连，球铰端头与电液伺服作动器通过法兰连接；电液伺服作动器另一端通过双向跟动装置与反力框架固定；所述球铰端头包含一个核心球、一个外球壳、球铰底座、一个两端刻有螺纹的加载臂、一个凸缘法兰；核心球位于外球壳的内部；核心球面与外球壳内表面重合；外球壳与球铰底座通过高强螺栓连接，外球壳在凸缘法兰通过处设孔，孔的大小与加载臂的转动角度要求直接相关，孔的中心线指向球心，使加载臂可以在转动范围内自由转动；核心球上设有配合加载臂的螺栓孔，核心球在外球壳开孔位置的露出部分与凸缘法兰通过加载臂相连；球铰底座预留了与连接夹板相连的螺栓孔；所述连接夹板包含两块固定板、六根拉杆、八块挡板；挡板分别通过高强螺栓固定在连接夹板的上、下两块固定板上，挡板能使待加载试件与球铰底座共同移动，拉杆穿过上下两块固定板，用螺母在下固定板下侧固定；上固定板上侧焊接螺杆，与球铰底座预留的螺栓孔相连。2.根据权利要求1所述的适用于弯扭失稳的空间加载系统，其特征在于：电液伺服作动器底部和球铰的凸缘法兰通过高强螺栓连接，电液伺服作动器的顶部与双向跟动装置下层滑块固定板连接。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程欣，陈乐川，安毅，雷宏刚，袁超，栗悦荣，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14