复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统及实验方法，其中实验系统包括环境模拟装置、加载装置、测试装置、地锚装置和控制终端，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均与控制终端连接，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均设置于地锚装置上；所述环境模拟装置包括至少一个试验舱，各个试验舱依次连接，且相邻2个试验舱之间设有活动隔门；每个试验舱设有独立的环境模拟机构和控制机构，所述环境模拟机构与控制机构连接，所述控制机构与控制终端连接。本发明专利技术能够实现多种复杂环境与(随机)荷载耦合作用下不同足尺结构和模型的环境疲劳/耐久性实验，通用性好，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统及方法
本专利技术涉及疲劳及耐久性实验
，具体涉及一种复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统及方法。
技术介绍
陆上交通、船舶与海洋工程、水利水电、港口、风力发电、航空、土木建筑、工程机械等领域的重大装备或重大工程结构，往往是在各种服役环境与荷载耦合作用下工作的，其服役环境具有多样性和时变性，其承受的外载往往是随时间和空间变化的变幅荷载甚至是随机荷载。对于这些重大装备及重大工程结构的抗疲劳/耐久性设计及安全评价，目前所依据的实验数据大都是来自材料(试件)或小构件的恒幅疲劳实验、以及数量极少的变幅荷载疲劳实验。除了飞机等有整机的疲劳验证实验外，其他民用领域的重大结构和装备的结构疲劳实验很难实现。关于服役环境对结构疲劳寿命/耐久性的影响，目前为数极少的结构环境疲劳/耐久性实验，也都是采用传统的实验方法，即先进行环境预处理，然后在室温大气环境下实施疲劳实验的方法，而无法实现在各种环境与动载耦合作用下的结构疲劳/耐久性实验。也就是说，目前的结构疲劳实验条件(环境与荷载)显然与上述重大装备及重大工程结构的实际服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：包括环境模拟装置、加载装置、测试装置、地锚装置和控制终端，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均与控制终端连接，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均设置于地锚装置上；所述环境模拟装置包括至少一个试验舱，各个试验舱依次连接，且相邻2个试验舱之间设有活动隔门；每个试验舱设有独立的环境模拟机构和控制机构，所述环境模拟机构与控制机构连接，所述控制机构与控制终端连接。/n

【技术特征摘要】
1.复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：包括环境模拟装置、加载装置、测试装置、地锚装置和控制终端，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均与控制终端连接，所述环境模拟装置、加载装置和测试装置均设置于地锚装置上；所述环境模拟装置包括至少一个试验舱，各个试验舱依次连接，且相邻2个试验舱之间设有活动隔门；每个试验舱设有独立的环境模拟机构和控制机构，所述环境模拟机构与控制机构连接，所述控制机构与控制终端连接。


2.根据权利要求1所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述环境模拟机构包括集成一体的加热单元、制冷单元和加湿除湿单元，所述制冷单元包括低压压缩机组、高压压缩机组、热交换器和蒸发器；所述低压压缩机组通过第一管道与热交换器的管程通道的入口连接，所述热交换器的管程通道的出口通过第二管道与蒸发器连接；所述第一管道连接有第三管道，此第三管道与蒸发器连接；所述高压压缩机组通过第四管道与热交换器的壳程通道的入口连接，所述热交换器的壳程通道的出口通过第五管道与高压压缩机组连接；所述蒸发器安装于试验舱，所述第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和第五管道均设有阀门。


3.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述第一管道与第三管道的连接处与低压压缩机组之间的第一管道设有预冷器，所述第四管道设有冷凝器，此冷凝器位于高压压缩机组和热交换器之间。


4.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述第三管道与低压压缩机组之间连接有第六管道，此第六管道与第一管道之间连接有膨胀容箱。


5.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述加湿除湿单元包括除湿器、加湿喷嘴、蒸汽锅炉，所述除湿器和加湿喷嘴均安装于试验舱，所述蒸汽锅炉与加湿喷嘴连接。


6.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述加热单元包括加热器，此加热器安装于试验舱。


7.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述环境模拟机构还包括淋雨单元，所述淋雨单元包括储水箱、水泵、过滤器、压力罐和淋雨喷嘴，所述淋雨喷嘴通过喷淋管道安装于试验舱，所述储水箱、过滤器、水泵和压力罐依次连接，所述压力罐的出口与喷淋管道连接。


8.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述环境模拟机构还包括盐雾单元，所述盐雾单元包括盐水储备箱、盐水补给箱、喷雾塔、饱和发生器、第一油水分离器、储气罐、第二油水分离器、空压机和盐雾喷嘴，所述盐水储备箱的出水口与净水器连接，所述净水器通过饱和发生器与喷雾塔的入口连接，所述喷雾塔的出口通过盐雾管道与安装于试验舱的盐雾喷嘴连接，所述喷雾塔的回流口与盐水补给箱连接，所述盐水补给箱通过补水泵与盐雾储备箱连接，所述空压机、第二油水分离器、储气罐、第一油水分离器与饱和发生器依次连接。


9.根据权利要求2所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述环境模拟机构还包括碳化单元，所述碳化单元包括二氧化碳液态储罐、二氧化碳净化器和碳化喷嘴，所述二氧化碳液态储罐与二氧化碳净化器连接，所述碳化喷嘴通过碳化管道安装于试验舱，所述二氧化碳净化器通过碳化管道与碳化喷嘴连接。


10.根据权利要求1所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述控制机构包括控制柜、控制器、交换机、温度传感器、湿度传感器和触摸屏，所述控制器和交换机均安装于控制柜内，所述温度传感器和湿度传感器安装于试验舱内，所述触摸屏安装于试验舱的外壁，且所述温度传感器、湿度传感器、触摸屏和交换机均与控制器连接，所述控制器与控制终端连接。


11.根据权利要求1所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述试验舱的内腔被分隔形成第一工作室和第二工作室，所述第一工作室和第二工作室的顶端相通，且所述第一工作室的顶部安装有循环风机。


12.根据权利要求1所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述加载装置包括第一载荷加载装置和/或第二载荷加载装置，所述第一载荷加载装置中的第一作动器通过移动式刚性反力架安装于相应的试验舱上方，且与第一作动器连接的垂直传力杆自试验舱的上方穿入试验舱的工作室，且垂直传力杆与试验舱中的试件连接；
所述第二载荷加载装置的第二作动器通过反力墙安装于相应的试验舱外的一侧，且第二作动器连接的水平传力杆自试验舱的一侧穿入试验舱的工作室，且水平传力杆与试验舱中的试件连接。


13.根据权利要求12所述的复杂环境下结构疲劳/耐久性实验系统，其特征在于：所述第一载荷加载装置包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄培彦，姚国文，陈展标，李世亚，郭馨艳，李稳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44