一种多试样应力加载支撑结构及设计方法技术

本发明专利技术提供一种多试样应力加载支撑结构及设计方法，所述多试样应力加载支撑结构由横梁、底座和立柱组成，所述横梁与所述底座通过所述立柱连接，在所述横梁上安装多个应力加载装置，所述应力加载装置用于对试样施加多种力载荷，所述应力加载装置与所述试样一一对应，在所述底座上设置卡槽，所述卡槽与所述试样卡接，所述试样与所述卡槽一一对应，所述横梁包括第一主板，在所述第一主板上设置第一横筋板和第一纵筋板，所述第一横筋板与第一纵筋板交叉设置呈“井”字形结构。本发明专利技术所述的多试样应力加载支撑结构，既保证支撑结构的刚度，又可安装多个应力加载装置和试样，实现针对多个试样单独施加载荷的材料力学试验。样单独施加载荷的材料力学试验。样单独施加载荷的材料力学试验。

【技术实现步骤摘要】
一种多试样应力加载支撑结构及设计方法


[0001]本专利技术涉及材料试验
，具体而言，涉及一种多试样应力加载支撑结构及设计方法。

技术介绍

[0002]腐蚀和疲劳是引起结构材料尤其是金属结构材料失效的主要形式之一，通过试验获取的材料腐蚀性能数据和疲劳性能数据是结构安全可靠性设计的重要基础参数。由于材料的腐蚀性能具有影响因素多、试验数据分散性大的特点，因而一种材料相对完整的一套腐蚀性能数据需要通过大量的试验来获取；材料的疲劳性能同样存在试验数据分散性大、需要通过大量试验来获取的特点。应力是影响材料腐蚀行为和疲劳行为的主要因素之一，一种材料相对完整的腐蚀性能数据和疲劳性能数据都需要包含一系列加载应力水平条件下的腐蚀试验数据和疲劳试验数据，建立能同时针对大批量试样独立施加应力载荷的多试样应力加载试验装置对于提高材料腐蚀试验和疲劳试验的试验效率具有重要意义。
[0003]现有技术中申请号CN201710174939.3的专利公开了大型MTS循环加载单次多试样装置及离散性鉴别方法，包括在距MTS加载头下方一定距离固定安装的底座；承台，通过可伸缩的支撑杆设置在底座上方，由下面板、上面板、腹板组成；试样固定装置，为多个，呈环形均布固定在上面板的上表面中央，由套筒、变形层组成；荷载分配装置，位于MTS加载头与试样固定装置之间，由下荷载板、上荷载板组成；数据采集系统，由轴力计、采集箱、导线组成。该专利能够同时对多个试样进行循环加载，但是支撑结构的刚度不够，无法实现针对多个试样单独施加载荷。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种多试样应力加载支撑结构及设计方法，以解决现有技术中支撑结构的刚度不够，无法实现针对多个试样单独施加载荷的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种多试样应力加载支撑结构，所述多试样应力加载支撑结构由横梁、底座和立柱组成，所述横梁与所述底座通过所述立柱连接，在所述横梁上安装多个应力加载装置，所述应力加载装置用于对试样施加多种力载荷，所述应力加载装置与所述试样一一对应，在所述底座上设置卡槽，所述卡槽与所述试样卡接，所述试样与所述卡槽一一对应，所述横梁包括第一主板，在所述第一主板上设置第一横筋板和第一纵筋板，所述第一横筋板与第一纵筋板交叉设置呈“井”字形结构。
[0008]本专利技术所述的一种多试样应力加载支撑结构，一方面可以安装多个能够独立施加载荷的应力加载装置和试样，另一方面，保证支撑结构的刚度，以减弱多个应力加载装置之间的干扰。
[0009]进一步的，所述底座包括第二主板，在所述第二主板上设置第二横筋板和第二纵
筋板，所述第二横筋板与第二纵筋板交叉设置呈“井”字形结构。
[0010]该设置一方面可以安装多个试样，另一方面保证支撑结构的刚度，以减弱多个应力加载装置之间的干扰。
[0011]进一步的，在所述第一主板上设置第一安装孔，所述第一安装孔用于安装所述立柱。
[0012]该设置便于安装立柱。
[0013]进一步的，在所述第一主板上设置第三安装孔，所述第三安装孔用于安装所述应力加载装置。
[0014]该设置便于安装应力加载装置。
[0015]进一步的，在所述第二主板上设置第二安装孔，所述第二安装孔与所述第一安装孔相配合。
[0016]进一步的，在所述第二主板上设置卡槽，所述卡槽沿所述第二横筋板设置方向上的中心对称面与所述第二纵筋板的板厚中心面重合。
[0017]进一步的，所述立柱包括支撑段，在所述支撑段上设置紧固段，所述紧固段与紧固件相配合。
[0018]本专利技术的第二方面，提出一种所述多试样应力加载支撑结构的设计方法，所述多试样应力加载支撑结构的设计方法用于设计任一项所述的一种多试样应力加载支撑结构，所述多试样应力加载支撑结构的设计方法包括以下步骤：
[0019]S1、确定设计目标参数，确定N
min
、P
max
和v
max
，N
min
为应力加载装置的最小安装数，P
max
为单个应力加载装置产生的加载力P的最大值；v
max
为单个应力加载装置产生的加载力为P
max
时，与产生的加载力为P
max
的应力加载装置相邻的应力加载装置为测试目标装置，测试目标装置在横梁上的安装位置与测试目标装置对应的卡槽位置的相对变形位移的最大值；
[0020]S2、确定立柱的支撑段的长度H1、支撑段的半径R2和立柱的紧固段的半径R3；
[0021]S3、确定相邻的第一横筋板的板厚中心间距l1、相邻的第一纵筋板的板厚中心间距l1、相邻的第二横筋板的板厚中心间距l1、相邻的第二纵筋板间的板厚中心间距l1；
[0022]S4、确定多试样应力加载支撑结构的中部的基本结构单元的数量n，确定应力加载装置的可安装数量N，确定第一主板厚度T1，确定多试样应力加载支撑结构的端部上的第一安装孔中心沿第一纵筋板方向到第一主板边缘的距离D1，确定端部上的第一安装孔中心沿第一横筋板方向到第一主板边缘的距离D2，确定端部上的第一安装孔中心到板厚中心线与所述第一安装孔中心重合的第一横筋板边缘的距离D3，确定板厚中心线与第一安装孔中心重合的第一横筋板边缘到最近邻第一横筋板板厚中心的距离D4，确定第一主板的长度L1、第一主板的宽度W1、第一横筋板、第一纵筋板、第二横筋板、第二纵筋板的厚度t1，确定第一横筋板、第一纵筋板、第二横筋板、第二纵筋板高度h1和第一主板上的应力加载装置的第三安装孔的尺寸；
[0023]S5、确定卡槽的卡口厚度d1、第二主板的厚度T2、卡槽的卡口宽度w1、卡槽的槽腔宽度w2和卡槽的槽腔深度d2，所述底座的其余尺寸参数与所述横梁的相应尺寸参数相同；
[0024]S6、确定立柱的紧固段的长度H2、紧固段的第一螺纹和紧固件的第二螺纹的尺寸。
[0025]本专利技术的提出一种多试样应力加载支撑结构及设计方法，相对于现有技术而言，
本专利技术所述的一种多试样应力加载支撑结构及设计方法具有以下有益效果：
[0026]1)本专利技术所述的一种多试样应力加载支撑结构及设计方法，可以安装多个能够独立施加载荷的应力加载装置和试样。
[0027]2)本专利技术所述的一种多试样应力加载支撑结构及设计方法，保证支撑结构的刚度，以减弱多个应力加载装置之间的干扰。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例所述的一种多试样应力加载支撑结构的立体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例所述的一种多试样应力加载支撑结构的横梁的立体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例所述的一种多试样应力加载支撑结构的横梁的主视图；
[0031]图4为本专利技术实施例所述的一种多试样应力加载支撑结构的横梁的俯视图；
[0032]图5为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，所述多试样应力加载支撑结构包括由横梁(1)、底座(2)和立柱(3)组成，所述横梁(1)与所述底座(2)通过所述立柱(3)连接，在所述横梁(1)上安装多个应力加载装置(4)，所述应力加载装置(4)用于对试样(5)施加多种力载荷，所述应力加载装置(4)与所述试样(5)一一对应，在所述底座(2)上设置卡槽(25)，所述卡槽(25)与所述试样(5)卡接，所述试样(5)与所述卡槽(25)一一对应，所述横梁(1)包括第一主板(11)，在所述第一主板(11)上设置第一横筋板(12)和第一纵筋板(13)，所述第一横筋板(12)与第一纵筋板(13)交叉设置呈“井”字形结构。2.根据权利要求1所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，所述底座(2)包括第二主板(21)，在所述第二主板(21)上设置第二横筋板(22)和第二纵筋板(23)，所述第二横筋板(22)与第二纵筋板(23)交叉设置呈“井”字形结构。3.根据权利要求2所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，在所述第一主板(11)上设置第一安装孔(14)，所述第一安装孔(14)用于安装所述立柱(3)。4.根据权利要求3所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，在所述第一主板(11)上设置第三安装孔(15)，所述第三安装孔(15)用于安装应力加载装置(4)。5.根据权利要求4所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，在所述第二主板(21)上设置第二安装孔(24)，所述第二安装孔(24)与所述第一安装孔(14)相配合用于安装立柱(3)。6.根据权利要求5所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，在所述第二主板(21)上设置卡槽(25)，所述卡槽(25)沿所述第二横筋板(22)设置方向上的中心对称面与所述第二纵筋板(23)的板厚中心面重合。7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种多试样应力加载支撑结构，其特征在于，所述立柱(3)包括支撑段(31)，在所述支撑段(31)上设置紧固段(32)，所述紧固段(32)与紧固件(33)相配合。8.一种多试样应力加载支撑结构的设计方法，其特征在于，所述多试样应力加载支撑结构的设计方法用于设计权利要求1～7任一项所述的一种多试样应力加载支撑结构，所述多试样应力加载支撑结构的设计方法包括以下步骤：S1、确定设计目标参数，确定N
min
、P
max
和v

【专利技术属性】
技术研发人员：薛钢，唐伟，张欣耀，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：