一种自然环境-应力协同试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自然环境

【技术实现步骤摘要】
一种自然环境
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应力协同试验装置


[0001]本专利技术属于环境试验设备
，具体涉及一种自然环境
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应力协同试验装置。

技术介绍

[0002]工程实际中，承力构件在长期的使用过程中除遭遇诸如温度、湿度、雨雪、太阳辐射、风沙、尘埃、盐雾及工业污染等环境因素的单独或综合作用外，还会经受复杂载荷环境的协同作用，往往表现出与其构成材料在静态使用和单纯受载时不同的损伤模式和损伤机理。现阶段，使用条件下结构环境损伤模式与机理的特殊性和复杂性对传统环境试验方法提出了新的需求与挑战。然而，现有环境试验大多针对材料工艺、元器件试样，采用静态或动态自然暴露方式，或实验室加速试验研究环境对其性能和/或功能的影响，较少考虑环境
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载荷的耦合作用，缺乏针对承力结构有效的环境
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应力协同试验装置与技术，尤其是针对典型/极端环境条件下多点协同加载、拉伸
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弯曲/压缩
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弯曲复合交变加载等复杂载荷形式的模拟装置与技术，结构环境损伤测试和量化表征技术研究基础薄弱，环境适应性设计依据不足，难以在使用条件下充分考核、验证、评估承力结构的使用性能退化和影响。
[0003]现有技术中，文献 CN2018214240324公开了海洋气候环境
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拉、压、弯载荷耦合试验设备，包括主机，设置于可控温控湿的地下密闭控制室内并用于驱动控制主机运行的液压站及其控制系统，设置于地面控制室并用于控制试验条件的软件控制系统，且主机、液压站及其控制系统和软件控制系统三分离布设。然而，采用该设备仍然只能单独实施环境
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拉拉试验、环境
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压压试验、环境
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弯曲试验，无法实现环境
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拉拉
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弯曲试验或环境
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压压
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弯曲试验的协同加载，且该装置的成本高昂，高达数十万元/套。
[0004]此外，尽管文献CN2020201773968 公开了拉伸弯曲试验机，包括试验框、拉伸结构和弯曲挤压结构，试验框内腔底部安装拉伸结构，弯曲挤压结构安装在试验框顶部。但是，采用该试验机依然无法长期在户外环境下连续进行环境
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拉拉
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弯曲试验或环境
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压压
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弯曲试验的协同加载，且不能精确调节、控制、施加不同大小的弯曲载荷和拉/压载荷，更无法同时开展大批量的环境
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拉/压
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弯曲试验。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种自然环境
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应力协同试验装置，至少用于解决现有环境实验设备“无法长期在户外环境下连续进行环境
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拉拉
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弯曲试验或环境
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压压
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弯曲试验的协同加载，不能精确调节、控制、施加不同大小的弯曲载荷和拉/压载荷，无法同时开展大批量的环境
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拉/压
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弯曲试验”的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下所述技术方案。
[0007]一种自然环境
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应力协同试验装置，包括用于夹持试件的夹持座A和夹持座B，夹持座A和夹持座B水平布置在台座上，其特征在于：夹持座A和夹持座B设置在同一组导轨上，夹持座A能够被固定，夹持座B通过杠杆连接拉/压载荷加载系统；拉/压载荷加载系统包括绕在同一高度的两个定滑轮上的不锈钢钢丝绳，不锈钢钢丝绳一端连接砝码、另一端连接立
式拉杆，在立式拉杆上设置有滑块，滑块正面设置有支耳，支耳活动套设在立式拉杆上，滑块背面的滑槽配合在竖直线轨上，在位于支耳下方的立式拉杆上设置有环形限位板，套设在立式拉杆上的第三弹簧上端抵靠支耳，第三弹簧下端抵靠在环形限位板上，线轨固定在支座上，在支座上设置有驱动电机，驱动电机的输出端连接凸轮组件，凸轮组件连接滑块；驱动电机运行时带动凸轮组件转动，凸轮组件带动滑块上下反复移动，且在滑块下移至极限位置时，第三弹簧被压缩并带动立式拉杆下移至极限位置，在滑块上移至极限时第三弹簧复位。
[0008]为提高试验装置的稳定性，在位于环形限位板下方的立式拉杆上固定设置有导向板，滑块卡合在导向板上的卡槽中。
[0009]为便于精确调节、控制和施加不同大小的拉/压载荷，在位于第三弹簧下方的立式拉杆上设置有可取出的插销，环形限位板套设在立式拉杆上并被插销轴向限位。
[0010]为提高试验装置的通用性，杠杆上固定设置有直角三角板，在靠近直角三角板的竖直边沿设置有多个通孔，设置在台座上的铰接轴穿设在其中的任一通孔中。采用这样地结构便于大幅调节拉/压载荷，且能够防止拉/压载荷加载系统卡滞。
[0011]为提高试验装置的灵活性，并防止拉/压疲劳加载陡变，定滑轮位于杠杆下方，不锈钢钢丝绳能够顺着定滑轮移动，以实现砝码跟随立式拉杆适应性升降。
[0012]本专利技术中，在台座上设置有用于横向顶压试件的顶压机构，顶压机构位于夹持座A与夹持座B之间；在台座上设置有用于将夹持座A回拉至指定位置的蠕变补偿系统，蠕变补偿系统位于杠杆的对侧并固定连接夹持座A。这样地方案，尤其适用于受力状态下易发生蠕变的试样，特别适用于工程塑料样品。
[0013]本专利技术中，共并排设置多个台座；优选设置4
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30个台座，每一个台座上设置有两套相互错开的拉/压载荷加载系统、两组相互平行的导轨，每套拉/压载荷加载系统单独配置有蠕变补偿系统、顶压机构。采用这样地结构，能够以极低的试验成本同时针对8
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60套样品开展试验。
[0014]进一步地，顶压机构包括设置在两个夹持座之间的顶压机构支座，两个夹持座之间的中点与顶压机构支座中心位于同一竖直线上；在顶压机构支座上竖直设置有顶压杆组件，顶压杆组件上端用于顶压试件，顶压杆组件下方的曲柄机构连接电机；曲柄机构包括连接在电机输出轴上的凸轮，凸轮配合活动轴，凸轮转动时带动活动轴和顶压杆组件上下往复移动；顶压机构还包括竖直穿设并固定在顶压机构支座上的导向套，在导向套中轴向设置活动轴，活动轴上端抵靠所述顶压杆组件，活动轴下端配合所述凸轮，活动轴上对称设置的耳销径向穿设在导向套的条形孔中，所述顶压杆组件的其中一部分精密配合在导向套中，另一部分向上伸出；顶压杆组件包括带帽沿的圆柱，在帽沿中部设置有螺孔，在螺孔中轴向、螺纹配合有顶杆，顶杆顶端用于顶压试件，在圆柱上套设有第二弹簧，第二弹簧上端抵靠帽沿、下端抵靠活动轴；顶压机构支座可滑动地配合或固定在水平导轨杆上，在顶压机构支座上对称设置的两套同规格的弹性件分别连接夹持座。
[0015]进一步地，蠕变补偿系统包括固定连接在夹持座A上的滚珠丝杠，在滚珠丝杠上配合有带斜齿一的螺母座，斜齿一与伺服电机输出端的斜齿二相啮合；或者，在滚珠丝杠上配合有螺母座，在螺母座上固定套设有斜齿一，斜齿一与伺服电机输出端的斜齿二相啮合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自然环境
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应力协同试验装置，包括用于夹持试件的夹持座A(101)和夹持座B(102)，夹持座A(101)和夹持座B(102)水平布置在台座(1)上，其特征在于：夹持座A(101)和夹持座B(102)设置在同一组导轨(41)上，夹持座A(101)能够被固定，夹持座B(102)通过杠杆(21)连接拉/压载荷加载系统(100)；拉/压载荷加载系统(100)包括绕在同一高度的两个定滑轮(20)上的不锈钢钢丝绳(22)，不锈钢钢丝绳(22)一端连接砝码(23)、另一端连接立式拉杆(24)，在立式拉杆(24)上设置有滑块(25)，滑块(25)正面设置有支耳(28)，支耳(28)活动套设在立式拉杆(24)上，滑块(25)背面的滑槽配合在竖直线轨(26)上，在位于支耳(28)下方的立式拉杆(24)上设置有环形限位板(27)，套设在立式拉杆(24)上的第三弹簧(29)上端抵靠支耳(28)，第三弹簧(29)下端抵靠在环形限位板(27)上，线轨(26)固定在支座(30)上，在支座(30)上设置有驱动电机(31)，驱动电机(31)的输出端连接凸轮组件(32)，凸轮组件(32)连接滑块(25)；驱动电机(31)运行时带动凸轮组件(32)转动，凸轮组件(32)带动滑块(25)上下反复移动，且在滑块(25)下移至极限位置时，第三弹簧(29)被压缩并带动立式拉杆(24)下移至极限位置，在滑块(25)上移至极限时第三弹簧(29)复位。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：在位于环形限位板(27)下方的立式拉杆(24)上固定设置有导向板(33)，滑块(25)卡合在导向板(33)上的卡槽(34)中。3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：在位于第三弹簧(29)下方的立式拉杆(24)上设置有可取出的插销(35)，环形限位板(27)套设在立式拉杆(24)上并被插销(35)轴向限位。4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于：杠杆(21)上固定设置有直角三角板(19)，在靠近直角三角板(19)的竖直边沿设置有多个通孔(18)，设置在台座(1)上的铰接轴(17)穿设在其中的任一通孔(18)中。5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于：定滑轮(20)位于杠杆(21)下方，不锈钢钢丝绳(22)能够顺着定滑轮(20)移动，以实现砝码(23)跟随立式拉杆(24)作适应性升降。6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于：在台座(1)上设置有用于纵向顶压试件的顶压机构(300)，顶压机构位于夹持座A(101)与夹持座B(102)之间；在台座(1)上设置有用于将所述夹持座A(101)回拉至指定位置的蠕变补偿系统(200)，蠕变补偿系统(200)位于杠杆(21)的对侧并固定连接夹持座A(101)。7.根据权利要求6所述的试验装置，其特征在于：共并排设置有4
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30个台座(1)，每一个台座(1)上设置有两套相互错开的拉/压载荷加载系统(100)、两组相互平行的导轨(41)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟勇，王成章，刘丽辉，封先河，杨万均，杨小奎，周堃，郭赞洪，许斌，冯利军，杨祎，李昊瑜，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：