一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法，其中，该装置包括加载装置，加载装置包括支撑框和安装在支撑框内侧的作动器、第一传力杆、第二传力杆、第一夹具、第二夹具和支撑装置，作动器的一端安装在支撑框上，另一端连接第一传力杆的一端，第一传力杆的另一端设置第一夹具，支撑装置的一端安装在支撑框上，另一端连接第二传力杆的一端，第二传力杆的另一端设置第二夹具；环境箱框设在待模拟构件外侧；控制装置包括控制柜、安装在控制柜中的总控模块、抽风机、加热器、制冷机组、储液箱、液泵、空气压缩机和安装在环境箱内的若干喷头和温湿度仪。基于上述装置给出了相应的方法，可实现模拟构件服役时所受腐蚀和疲劳耦合作用。和疲劳耦合作用。和疲劳耦合作用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法


[0001]本专利技术涉及桥梁
，特别涉及一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法。

技术介绍

[0002]桥梁按结构体系可分为梁式桥、拱桥、钢架桥、缆索缆索承重体系桥等，其对应的重要受力构件有梁、拱肋、梁柱、吊杆以及拉索，这些受力构件支撑着各类桥梁正常服役，可以说，这些重要受力构件的安全性关乎着整个桥梁的安全性。然而在桥梁服役期间，受力构件易受沿江海、湿雾多雨、化学烟雾等环境腐蚀，在腐蚀环境下使用的桥梁结构，其受力构件既受载荷作用，又受环境腐蚀作用以及载荷/环境交互作用，这造成受力构件存在不同程度的腐蚀，降低其疲劳寿命，严重威胁桥梁的安全性。因此，探究这些受力构件在腐蚀和疲劳耦合作用下的腐蚀程度和剩余使用寿命对桥梁的安全至关重要。已有公开号为CN104931407A的中国专利技术专利申请提出了一种测试海工装备腐蚀和疲劳共同作用的系统，但多适用于长期服役于海洋的装备，并不适用于大多数桥梁，且测试所受的疲劳荷载较低，无法满足桥梁的实际需求。再者，公开号为CN112326473A的中国专利技术申请提出用环境/荷载试验谱来确定腐蚀
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疲劳协同构件的疲劳寿命，该方法计算复杂，且存在一定误差，准确度不足。因此，提出一种用于模拟桥梁受力构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法对研究桥梁整体的安全性十分必要。

技术实现思路

[0003]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0004]一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置，包括加载装置、环境箱以及控制装置。
[0005]所述加载装置包括支撑框和安装在支撑框内侧的作动器、第一传力杆、第二传力杆、第一夹具、第二夹具和支撑装置，所述作动器的一端安装在支撑框上，另一端连接所述第一传力杆的一端，所述第一传力杆的另一端设置第一夹具，所述第一夹具用于夹持待模拟构件的一端，所述支撑装置的一端安装在支撑框上，另一端连接所述第二传力杆的一端，所述第二传力杆的另一端设置第二夹具，所述第二夹具用于夹持待模拟构件的另一端；
[0006]所述环境箱框设在待模拟构件外侧，所述第一传力杆安装第一夹具的一端和第二传力杆安装第二夹具的一端均穿设至环境箱内侧；
[0007]所述控制装置包括控制柜、安装在控制柜中的总控模块、抽风机、加热器、制冷机组、储液箱、液泵、空气压缩机和安装在环境箱内的若干喷头和智能温湿度记录仪，所述总控模块分别连接抽风机、加热器、制冷机组、液泵、空气压缩机和智能温湿度记录仪，所述抽风机通过出风管道连通环境箱，所述加热器安装在出风管道中或者安装在抽风机的进风口端，所述制冷机组的出风口端亦通过出风管道连通环境箱，所述制冷机组和加热器不同时运行，所述液泵的进液端连接储液箱，所述液泵的出液端连通液体管道的一端，所述液体管
道的另一端穿设控制柜并延伸至环境箱内，且与安装在所述环境箱内的喷嘴管道连通，所述喷嘴管道上间隔安装若干喷头，所述空气压缩机的出口端连接高压气管的一端，所述高压气管的另一端穿设控制柜并延伸至环境箱内，且与所述喷嘴管道连通。
[0008]优选地，所述环境箱上开设有连接孔，所述第一传力杆通过连接孔伸到环境箱内，所述连接孔和第一传力杆之间通过石棉密封。
[0009]优选地，所述环境箱供第二传力杆穿设的一侧箱壁由若干底板拼接而成，所述底板与环境箱可拆卸连接，所述底板上开设有供第二传力杆穿设的底孔。
[0010]优选地，所述环境箱的箱底开设有排水口，所述环境箱外设置有接水槽，所述接水槽设置在排水口的正下方。
[0011]优选地，所述环境箱的侧面开设有箱门，该侧面不为所述第一传力杆和第二传力杆穿设的侧面。
[0012]优选地，所述储液箱包括水箱、酸碱溶液箱和氯离子溶液箱，所述水箱、酸碱溶液箱和氯离子溶液箱均通过支管与进液管连通，所述进液管连通液泵，每一支管上均安装有电动阀门，所述电动阀门连接总控模块。
[0013]优选地，所述控制柜上安装有控制面板，其内设置配电控制柜，所述控制面板和配电控制柜均与总控模块连接，所述控制面板包括显示屏、设置按钮、运行指示灯、故障指示灯和蜂鸣器。
[0014]优选地，所述加热器为镍铬合金电热丝式加热器。
[0015]进一步地，本专利技术还提供一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的方法，采用上述的用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置进行模拟试验，具体包括如下步骤：
[0016]S1：将作动器安装在上方，支撑装置安装在下方，环境箱位于作动器的下方，其中，第一传力杆通过环境箱上部伸入环境箱，然后，将构件放入环境箱中，构件的上端被第一夹具夹持，第一夹具通过第一传力杆连接作动器，构件的下端通过第二传力杆连接支撑装置，作动器通过第一传力杆作用在构件上，接着，固定构件并验证构件稳定性，在确认构件稳定性后，人工进入环境箱进行环境箱下板拼接，保证环境箱密封性；
[0017]S2：安装控制装置；
[0018]S3：利用控制装置调节环境箱内温湿度、酸碱度以及氯离子浓度，模拟构件服役时的腐蚀环境，与此同时，利用加载装置对构件施加规律的疲劳荷载，实现模拟构件在服役时所受腐蚀和疲劳耦合作用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术公开一种用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置及方法，其利用加载装置、环境箱以及控制装置，实现模拟桥梁受力构件在服役时所受腐蚀和疲劳耦合作用，相对于现有技术，更接近桥梁服役期真实所受腐蚀环境以及疲劳荷载，能够更精确的分析桥梁受力构件随着服役时间增长，受力构件所受的腐蚀程度和剩余使用年限。
[0021]2、本专利技术通过控制装置为环境箱营造腐蚀环境，而控制装置和环境箱分开设置，即控制装置不放置在环境箱内，使得试验时可距离操控并调节环境箱内的腐蚀环境，且有利于控制装置的维修，同时可以减少控制装置各设备的腐蚀，使得控制装置可实现长时间使用，做到即使环境箱出现问题，控制装置依旧可正常使用，此时，只需重新制作环境箱，便可连接控制装置继续试验，大大节约了成本。
[0022]3、本专利技术的环境箱的底部为拼接式，其可随意拆卸组装，从而根据试验对象不同，任意拼接底板，即可进行多类型构件的试验，例如，竖直类如拉索的试验、水平类如梁的试验，同时，组装拼接方式可使环境箱的底部可根据构件的大小调节尺寸，真正实现一箱多用，进一步节约试验成本。
[0023]4、本专利技术增设了制冷机组，可模拟低温下试件腐蚀，更符合室外桥梁服役特点。
[0024]5、本专利技术的加载装置、环境箱以及控制柜能够适用于多种试件模拟腐蚀和疲劳耦合作用，且操作便利，具有很高的推广价值。
附图说明
[0025]图1是本专利技术所设计装置的结构示意图，图中，构件为杆状结构。
[0026]图2是环境箱的结构示意图，图中，构件为杆状结构。
[0027]图3是环境箱的结构示意图，图中，构件为梁状结构。
[0028]主要元件符号说明
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
任一项所述的用于模拟构件腐蚀和疲劳耦合作用下的装置进行模拟试验，具体包括如下步骤：S1：将作动器安装在上方，支撑装置安装在下方，环境箱位于作动器的下方，其中，第一传力杆通过环境箱上部伸入环境箱，然后，将构件放入环境箱中，构件的上端被第一夹具夹持，第一夹具通过第一传力杆连接作动器，构件的下端通过第二传力杆连接支撑装置，作动器通过第一传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，蒋国富，王希瑞，张子墨，王龙林，杨涛，于孟生，黄凯楠，杨雨厚，何清，
申请(专利权)人：广西交科集团有限公司，
类型：发明
国别省市：