球型网壳加载试验方法技术

本发明专利技术涉及球型网壳加载试验方法，球型网壳加载试验方法包括选择一个节点作为中心节点，以中心节点与球心的连线作为加载轴线，加载轴线延伸方向与加载力的加载方向一致，中心节点为第一层节点，第一层节点朝向球型网壳球心方向上相邻的三层节点分别为第二层节点、第三层节点、第四层节点，各层节点沿加载轴线相互间隔，三层节点中每层节点均处于同一球体小圆上且每层节点所在圆的圆心位于加载轴线上；第二层节点和/或第三层节点为选择层节点，选取第一层节点、第四层节点中至少四个节点以及选择层节点中至少四个节点作为加载点，对各加载点施加加载力；便于模拟不同场景下的球型网壳受力情况，提高适用范围。提高适用范围。提高适用范围。

【技术实现步骤摘要】
球型网壳加载试验方法


[0001]本专利技术涉及机械部件的测试
，具体涉及球型网壳加载试验方法。

技术介绍

[0002]球型网壳结构是一种特殊的空间结构，它具有刚度大、抗震性能好、结构轻、造价低、结构舒展优雅等特点，球型网壳结构经常用于军事雷达天线的保护、彩电中心雷达接收信号的保护、微波塔楼、通信天线及微波设备电磁窗口的保护等，球型网壳结构还具有保护性、传导性、可靠性、隐蔽性和装饰性等功能。
[0003]球型网壳的基本结构如图1所示，球型网壳100的主体是球型框架，球型框架由若干个三角形框围成，各三角形框的角部相接位置形成球形框架的节点，各节点分布在球型网壳的球面上。
[0004]球型网壳结构在实际应用中，不可避免地会受风、雪、雨等不同方向载荷的影响，所以需要进行对球型网壳结构整体受力情况的研究和试验，以不断完善球型网壳结构的设计，从而达到降低工人劳动强度、节约成本、提高生产效率、减少材料的浪费的目的，还可以提高产品的质量，提高产品的使用寿命。目前在对球型网壳进行受力分析时，通常是以节点作为加载点，通过对节点施加载荷来进行力学性能试验。授权公告号为CN206054412U的中国技术专利公开了一种球形建筑钢结构网架液压加载试验装置，其包括支撑架和设置在支撑架上的对心装置，对心装置与球型网壳加载点之间通过钢丝绳连有液压缸，液压缸的活塞杆伸缩以对加载点进行加载，液压缸对加载点的加载力指向球心并可以由拉力传感器读出。
[0005]但上述加载试验方式仍存在局限性，还不能基于不同的应用场景完成不同的试验目的，例如，球型网壳实际使用时会单独受到风载荷、单独受到雪载荷，也会受到风雪共同载荷，其中实际的风载荷往往是水平载荷，雪载荷往往是竖直载荷，而上述的加载方式中的各个加载点的加载力均指向球心，不能适用于测量各加载点受到风载荷时的水平受力情况以及受到雪载荷时的竖直受力情况，影响对球型网壳的受力分析。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种球型网壳加载试验方法，以解决现有的球型网壳加载试验方法所适用的应用场景较少的问题。
[0007]本专利技术的球型网壳加载试验方法的技术方案是：
[0008]球型网壳加载试验方法，包括选择一个节点作为中心节点，以中心节点与球心的连线作为加载轴线，加载轴线延伸方向与加载力的加载方向一致，中心节点为第一层节点，第一层节点朝向球型网壳球心方向上相邻的三层节点分别为第二层节点、第三层节点、第四层节点，各层节点沿加载轴线相互间隔，所述三层节点中每层节点均处于同一球体小圆上且每层节点所在圆的圆心位于加载轴线上；第二层节点和/或第三层节点为选择层节点，选取第一层节点、第四层节点中至少四个节点以及选择层节点中至少四个节点作为加载
点，对各加载点施加加载力。
[0009]有益效果：通过将节点(加载点)沿加载方向分层，是在加载方向上从网壳沿轴向上分层的各层节点上选取合适的加载点，来模拟加载力沿网壳轴向逐渐变化的特性，而围绕中心节点(加载中心)分布各层节点的处理，是模拟加载力沿网壳径向扩散的特性；并且，以包括中心节点在内的四层节点作为加载点选点区域，且在中心节点以外的三层节点中选择至少四个节点作为加载点，既有利于以有限数量的加载点模拟球型网壳真实受力情况，又能够控制试验成本；同时，以中心节点为加载中心确定加载轴线来配合选取周围各层加载点，能够纲举目张，而便于选择其它各层节点的位置，从而便于模拟不同场景下的球型网壳受力情况，提高了对不同场景的适用性。
[0010]进一步地，用于球型网壳受雪载荷时的加载试验，以球型网壳竖直方向上的顶点处的节点为第一层节点；对各加载点施加竖直向下的加载力。
[0011]有益效果：第一层节点以及相邻的三层节点形成上四层节点，通过选取上四层节点作为加载点，即是在球型网壳实际工作时主要承受雪载荷的区域进行加载试验，对各加载点施加竖直向下的加载力，从而模拟球型网壳实际工作时竖直方向受到雪载荷的力，并且每个加载点分别施加加载力，从而能够对各加载点施加相同加载力或者施加不同的加载力，以模拟球型网壳受到均匀载荷或不均匀载荷时的受力情况，通过各加载点的加载力与位移的变化曲线，能够对球型网壳受雪载荷时的各加载点变形情况进行分析，方便获知球型网壳受雪载荷时整体变形量以及某个节点的最大变形量，适用于球型网壳受雪载荷时的竖直受力试验。
[0012]进一步地，第三层节点为选择层节点，选取第一层节点、第三层节点中四个节点以及第四层节点中四个节点作为加载点，第三层节点中的四个加载点关于第三层节点所在圆的圆心中心对称，第四层节点中的四个加载点关于第四层节点所在圆的圆心中心对称；各加载点处于球型网壳的两个球体大圆上，所述两个球体大圆所在面的夹角为60
°
。
[0013]有益效果：使各加载点处于球型网壳两个球体大圆上，便于比较分析各加载点的受力情况。
[0014]进一步地，通过球型网壳外部的液压加载系统拉拽拉绳对加载点施加加载力，拉绳绕设在加载点下方固定的定滑轮上，使拉绳的位于定滑轮上方的部分竖直延伸以对加载点施加竖直向下的加载力；在拉绳的处于定滑轮与液压加载系统之间的部分上安装传感器，通过传感器获取加载点的位移，得出各加载点的加载力与位移的变化曲线。
[0015]有益效果：通过定滑轮对拉绳进行改向，从而方便在球型网壳外部的液压加载系统对加载点施加竖直向下的加载力，并且通过定滑轮对拉绳起到定位作用，有利于拉绳上的拉力保持竖直向下，同时，拉绳的位于定滑轮两侧的部分互不干涉且拉力一致，这样可利用拉绳的处于定滑轮与液压加载系统之间的部分来安装传感器，拉绳的位于定滑轮上方的部分不需要设置测量部件，避免测量部件的重力影响试验结果，减少误差。
[0016]进一步地，在加载点上通过拉绳悬吊重物块以对加载点施加竖直向下的加载力，通过更换不同重量的重物块来改变加载力的大小。
[0017]有益效果：利用重物块对加载点施加加载力，重物块的重力自然形成向下拉力，不需要人为控制，操作简单，节省成本。
[0018]进一步地，用于球型网壳受风载荷时的加载试验，以球型网壳水平方向上的顶点
处的节点为第一层节点；对各加载点施加水平加载力。
[0019]有益效果：第一层节点以及相邻的三层节点形成水平方向上的外四层节点，通过该外四层节点作为加载点，即是在球型网壳实际工作时主要承受风载荷的区域进行加载试验，对各加载点施加水平加载力，从而模拟球型网壳实际工作时水平方向受到风载荷的力，并且每个加载点分别施加加载力，从而能够对各加载点施加相同加载力或者施加不同的加载力，以模拟球型网壳受到均匀载荷或不均匀载荷时的受力情况，通过各加载点的加载力与位移的变化曲线，能够对球型网壳受风载荷时的各加载点变形情况进行分析，方便获知球型网壳受风载荷时整体变形量以及某个节点的最大变形量，适用于球型网壳受风载荷时的水平受力试验。
[0020]进一步地，第二层节点和第三层节点均为选择层节点，选取第一层节点、第二层节点中的四个节点、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.球型网壳加载试验方法，包括选取球型网壳上的多个节点作为加载点，对加载点施加加载力，其特征是，选择一个节点作为中心节点，以中心节点与球心的连线作为加载轴线，加载轴线延伸方向与加载力的加载方向一致，中心节点为第一层节点，第一层节点朝向球型网壳球心方向上相邻的三层节点分别为第二层节点、第三层节点、第四层节点，各层节点沿加载轴线相互间隔，所述三层节点中每层节点均处于同一球体小圆上且每层节点所在圆的圆心位于加载轴线上；第二层节点和/或第三层节点为选择层节点，选取第一层节点、第四层节点中至少四个节点以及选择层节点中至少四个节点作为加载点。2.根据权利要求1所述的球型网壳加载试验方法，其特征是，用于球型网壳受雪载荷时的加载试验，以球型网壳竖直方向上的顶点处的节点为第一层节点；对各加载点施加竖直向下的加载力。3.根据权利要求2所述的球型网壳加载试验方法，其特征是，第三层节点为选择层节点，选取第一层节点、第三层节点中四个节点以及第四层节点中四个节点作为加载点，第三层节点中的四个加载点关于第三层节点所在圆的圆心中心对称，第四层节点中的四个加载点关于第四层节点所在圆的圆心中心对称；各加载点处于球型网壳的两个球体大圆上，所述两个球体大圆所在面的夹角为60
°
。4.根据权利要求2所述的球型网壳加载试验方法，其特征是，通过球型网壳外部的液压加载系统拉拽拉绳对加载点施加加载力，拉绳绕设在加载点下方固定的定滑轮上，使拉绳的位于定滑轮上方的部分竖直延伸以对加载点施加竖直向下的加载力；在拉绳的处于定滑轮与液压加载系统之间的部分上安装传感器，通过传感器获取加载点的位移，得出各加载点的加载力与位移的变化曲线。5.根据权利要求2所述的球型网壳加载试验方法，其特征是，在加载点上通过拉绳悬吊重物块以对加载点施加竖直向下的加载力，通过更换不同重量的重物块来改变加载力的大小。6.根据权利要求1所述的球型网壳加载试验方法，其特征是，用于球型网壳受风载荷时的加载试验，以球型网壳水平方向上的顶点处的节点为第一层节点；对各加载点施加水平加载力。7.根据权利要求6所述的球型网壳加载试验方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范景峰，黄双成，梅二召，侯小兵，张翼飞，赵战国，仵征，吴晓娜，郝屏，易海童，李坤，张君正，
申请(专利权)人：河南应用技术职业学院，
类型：发明
国别省市：