多维加载综合试验系统技术方案

本发明专利技术涉及试验装置技术领域，具体是多维加载综合试验系统，本发明专利技术用于解决现有试验设备不能同时对试件进行竖向拉压荷载、水平剪力、不同方向角度的弯矩、扭矩检测的问题，本发明专利技术包括压力试验主机、转角试验系统和框架地基平台，任一所述框架地基平台上安装有反力柱，所述反力柱上安装有水平加载高度调节系统，所述水平加载高度调节系统上安装有水平加载系统。本发明专利技术通过压力试验主机可以检测试件的竖向拉压荷载；通过压力试验主机与水平加载系统的搭配使用可以检测试件的水平剪力；通过压力试验主机与转角试验系统的搭配可以检测试件不同方向角度的弯矩、扭矩，并且上述三种试验可以同时进行。

Multidimensional Loading Comprehensive Test System

【技术实现步骤摘要】
多维加载综合试验系统
本专利技术涉及试验装置
，更具体的是涉及多维加载综合试验系统。
技术介绍
结构工程是隶属于土木工程一级学科的二级学科，主要运用力学方法对结构物进行分析与设计，并进行有关服役状态的评估，广义的结构工程研究对象是指地球表面或浅表地壳内的一切人工构筑物，狭义的结构工程则主要包括工业与民用建筑。结构工程的需要进行相应的检测，而检测结构工程会用到相应的试验设备。现有技术中结构工程的试验设备还主要包括长柱压力试验机和多点加载试验系统，这两类机型在试验过程中都不具备同时施加多维度复杂荷载的能力，也无法对桥梁普通支座的各项力学性能检测。而在对某些试件如大型钢构件、钢混结构、梁柱节点、十字梁等进行复合加载试验时，试件需要同时受到竖向拉压荷载、水平剪力、不同方向角度的弯矩、扭矩，而在现有压力试验机和多点加载试验系统均无法同时对这些各种受力耦合的试验工况进行检测。因此，我们迫切的需要一种可以对试件同时进行竖向拉压荷载、水平剪力、不同方向角度弯矩、扭矩检测的综合试验系统。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术提供了多维加载综合试验系统，用于解决现有试验设备不能同时对试件进行竖向拉压荷载、水平剪力、不同方向角度弯矩、扭矩检测检测的问题。本专利技术通过压力试验主机可以检测试件的竖向拉压荷载；通过压力试验主机与水平加载系统的搭配使用可以检测试件的水平剪力；通过压力试验主机与转角试验系统的搭配可以检测试件不同方向的角度弯矩、扭矩，并且上述三种试验可以同时进行。本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：多维加载综合试验系统，包括用于测量试件拉压载荷的压力试验主机，所述压力试验主机的一侧安装有用于测量试件弯矩或扭矩的转角试验系统，所述转角试验系统与压力试验主机搭配使用，所述压力试验主机的四侧均安装有框架地基平台，任一所述框架地基平台上安装有反力柱，所述反力柱上安装有水平加载高度调节系统，所述水平加载高度调节系统上安装有用于测量试件水平剪力的水平加载系统，所述水平加载系统与压力试验主机搭配使用。作为一种优选的方式，所述压力试验主机包括底座，所述底座的顶面安装有多根竖直丝杠，多根所述竖直丝杠上均安装有位于同一水平面上的竖直螺母，多个所述竖直螺母上安装有同一竖直横梁，所述竖直横梁的底面安装有上压板，所述竖直丝杠的下部安装有可带动竖直丝杠旋转的旋转机构；所述底座的顶面中部还安装有竖直液压缸，所述竖直液压缸内安装有竖直载荷传感器。作为一种优选的方式，所述竖直液压缸的活塞上安装有导向装置，所述导向装置上设有第一自调心机构，所述第一自调心机构包括开在导向装置顶面的球窝。作为一种优选的方式，所述旋转机构包括安装在底座上的液压马达，所述液压马达上安装有第一主动链轮，多根所述竖直丝杠的下部均安装有第一从动链轮，所述第一从动链轮与第一主动链轮间通过第一链条连接，所述竖直丝杠与框架地基平台间连接有下缓冲机构，所述上压板上安装有与反力柱接触的上缓冲机构。作为一种优选的方式，所述下缓冲机构包括通过轴承安装在竖直丝杠上的导向套，所述导向套上连接有固定支杆，所述固定支杆的另一端与框架地基平台连接。作为一种优选的方式，所述上缓冲机构包括连接在上压板上的可调顶杆，所述可调顶杆的另一端安装有可调螺母，所述可调螺母上安装有可与反力柱连接的螺母卡块。作为一种优选的方式，所述水平加载高度调节系统包括安装在框架地基平台上的多根水平丝杠，所述水平加载系统通过水平螺母安装在水平丝杠上，所述水平丝杠的上端安装有第二从动链轮，所述反力柱的上端安装有减速机，所述减速机上安装有第二主动链轮，所述第二主动链轮与第二从动链轮间通过第二链条连接。作为一种优选的方式，所述水平加载系统包括前反力框架和后反力框架，所述前反力框架和后反力框架的上部和下部间均连接有滑杆，所述后反力框架的侧面上安装有位于两个所述滑杆间的水平载荷传感器，所述水平载荷传感器上安装有水平液压缸，所述水平液压缸安装在水平横梁内，所述水平横梁的顶面和底面均通过滑动轮组与滑杆连接，所述前反力框架的前端可拆卸的连接有穿过试验主机的剪切板，所述水平横梁通过水平螺母与水平丝杠连接，所述水平横梁上还安装有与反力柱接触的导向机构。作为一种优选的方式，所述导向机构为安装在水平横梁上且与反力柱接触的导向轮组。作为一种优选的方式，所述转角试验系统包括安装在底座上的转角液压缸，所述转角液压缸内安装有转角传感器，所述转角传感器上安装有转角顶杆，所述转角顶杆的顶面设有第二自调心机构，所述第二自调心机构包括设在转角顶杆顶面的球头。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术通过压力试验主机可以检测试件的竖向拉压荷载；通过压力试验主机与水平加载系统的搭配使用可以检测试件的水平剪力；通过压力试验主机与转角试验系统的搭配可以检测试件不同方向的角度弯矩、扭矩，并且上述三种试验可以同时进行。(2)本专利技术中用压力试验主机测量试件的竖向拉压荷载时，通过液压马达带动竖直丝杠旋转，竖直丝杠再带动竖直横梁及上压板向下移动，直到与安装在送样小车上的试件接触，再启动竖直液压缸对试件施加压力，安装于竖直液压缸内的竖直载荷传感器即可测量出试件的竖向拉压载荷。(3)本专利技术中用水平加载系统测量试件的水平剪力时，先用压力试验主机测试件竖向拉压荷载的方式，使竖向液压缸给被侧试件一定的竖向载荷，再启动水平液压缸带动剪切板给试件施加水平载荷，由水平载荷传感器测出试件所受的水平剪力。(4)本专利技术用转角试验系统测量试件不同方向的角度弯矩、扭矩时，先用压力试验主机测试件竖向拉压荷载的方式，使竖向液压缸给被侧试件一定的竖向载荷，再启动转角液压缸，带动转角杆与安装在试件上的转角板接触，利用转角板的刚性形成力臂，从而对试件施加不同角度的扭矩，由转角传感器即可测出试件不同方向的角度弯矩或扭矩。(5)本专利技术中通过在承载试件的送样小车的底面设有第一球头，第一球头与导向装置上的球窝组成第一自调心机构，当送样小车的试件受到压力时，通过该第一球头与第一球窝的灵活转动，修正试件与竖直液压缸的同轴度误差，适应偏斜夹角，使压缩试验加载过程中送样小车可以根据试件实际形状自行调整与竖直液压缸中心对正，使试件整体受力均匀，保证试验结果更加真实有效。(6)本专利技术中转角顶杆顶面的第二球头与安装在试件上的转角板底面的第二球窝组成第二自调心机构，在试验过程中随转角板转动，第二球头与第二球窝自动调心，使试件整体受力均匀，保证试验结果更加真实有效。(7)本专利技术通过上缓冲机构和下缓冲机构，可以使压力试验机主机强化固定在框架地基平台和反力柱上，从而可以消减试验加载过程中产生的水平向分力对压力试验机主机的影响，达到自平衡效果。附图说明图1为本专利技术的正面结构简图；图2为本专利技术的俯视结构简图；图3为本专利技术框架地基平台和反力柱连接在一起时的正面结构简图；图4为本专利技术框架地基平台和反力柱连接在一起时的俯视结构简图；图5为本专利技术压力试验主机的正面结构简图；图6为本专利技术压力试验主机的侧面结构简图；图7为本专利技术压力试验主机的俯视结构简图；图8为本专利技术水平加载高度调节系统的正面结构简图；图9为本专利技术水平加载高度调节系统的侧面结构简图；图10为本专利技术水平加载系统的立体结构简图；图11为本专利技术水平加载系统的俯视结构简图；图12为本专利技术图11中A-A处的剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多维加载综合试验系统，其特征在于：包括用于测量试件拉压载荷的压力试验主机(3)，所述压力试验主机(3)的一侧安装有用于测量试件弯矩或扭矩的转角试验系统(2)，所述转角试验系统(2)与压力试验主机(3)搭配使用，所述压力试验主机(3)的四侧均安装有框架地基平台(1)，任一所述框架地基平台(1)上安装有反力柱(5)，所述反力柱(5)上安装有水平加载高度调节系统(4)，所述水平加载高度调节系统(4)上安装有用于测量试件水平剪力的水平加载系统(6)，所述水平加载系统(6)与压力试验主机(3)搭配使用。

【技术特征摘要】
1.多维加载综合试验系统，其特征在于：包括用于测量试件拉压载荷的压力试验主机(3)，所述压力试验主机(3)的一侧安装有用于测量试件弯矩或扭矩的转角试验系统(2)，所述转角试验系统(2)与压力试验主机(3)搭配使用，所述压力试验主机(3)的四侧均安装有框架地基平台(1)，任一所述框架地基平台(1)上安装有反力柱(5)，所述反力柱(5)上安装有水平加载高度调节系统(4)，所述水平加载高度调节系统(4)上安装有用于测量试件水平剪力的水平加载系统(6)，所述水平加载系统(6)与压力试验主机(3)搭配使用。2.根据权利要求1所述的多维加载综合试验系统，其特征在于：所述压力试验主机(3)包括底座(31)，所述底座(31)的顶面安装有多根竖直丝杠(34)，多根所述竖直丝杠(34)上均安装有位于同一水平面上的竖直螺母(36)，多个所述竖直螺母(36)上安装有同一竖直横梁(35)，所述竖直横梁(35)的底面安装有上压板(311)，所述竖直丝杠(34)的下部安装有可带动竖直丝杠(34)旋转的旋转机构；所述底座(31)的顶面中部还安装有竖直液压缸(32)，所述竖直液压缸(32)内安装有竖直载荷传感器。3.根据权利要求2所述的多维加载综合试验系统，其特征在于：所述竖直液压缸(32)的活塞上安装有导向装置(312)，所述导向装置(312)上设有第一自调心机构，所述第一自调心机构包括开在导向装置(312)顶面的第一球窝(3121)。4.根据权利要求2所述的多维加载综合试验系统，其特征在于：所述旋转机构包括安装在底座(31)上的液压马达(310)，所述液压马达(310)上安装有第一主动链轮(39)，多根所述竖直丝杠(34)的下部均安装有第一从动链轮(37)，所述第一从动链轮(37)与第一主动链轮(39)间通过第一链条(38)连接，所述竖直丝杠(34)与框架地基平台(1)间连接有下缓冲机构，所述上压板(311)上安装有与反力柱(5)接触的上缓冲机构(7)。5.根据权利要求4所述的多维加载综合试验系统，其特征在于：所述下缓冲机构包括通过轴承安装在竖直丝杠(34)上的导向套(33)，所述导向套(33)上连接有固定支杆(8)，所述固定支杆(8)的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍炳谕，郭良，盛建华，
申请(专利权)人：天水红山试验机有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62