一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置及加载方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置及加载方法，装置包括：下模和上部驱动组件，下模为矩形槽状，两侧设有挡板，挡板设有竖向沟槽，用于安装可上下调节的横向挡板。上部驱动组件连接压头，使其通过横向挡板的开口伸入矩形槽体内，并对槽体内阵列摆放的圆管组合结构进行局部压缩，开口的截面尺寸设置小于矩形槽体的截面尺寸，以及将压头的尺寸设置与下模开口的尺寸相适配，矩形槽体截面尺寸大于开口截面尺寸，使得压头投影正下方的管体处于未被压缩的管体包围之中，即处于半刚性的约束，从而达到了模拟阵列摆放圆管局部压缩变形时的边界条件的目的，为探究组合管结构在工程应用中变形与耗能力学特性提供参照。在工程应用中变形与耗能力学特性提供参照。在工程应用中变形与耗能力学特性提供参照。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置及加载方法


[0001]本专利技术属于材料力学
，特别涉及一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置及加载方法。

技术介绍

[0002]在车辆工程的保险杠、桥墩的防撞板以及隧道工程的缓冲层支护等领域中，方管、圆管、充填管等薄壁(填充)结构属于较为常见的缓冲吸能元件，薄壁管件多层摆放时，组合结构横向压缩时，由于管与管之间的相互作用，其变形与耗能力学特性显然与单个管的横向压缩是不同的。在一些应用场景中，组合管受到的是局部压缩，并非是整体均匀压缩，直接受压的组合管外侧约束条件既不是绝对的刚性位移约束，又不是自由的无约束，而是处于两者之间的“半刚性”约束。另外，圆管组合结构中管与管由于没有直接的固定连接，若没有限位装置，便难以开展多层摆放下的组合管压缩力学测试工作，如果限位装置太贴近加载设备的压头，则构成了绝对的刚性位移约束，不符合组合管局部受压的工程应用场景。
[0003]可见，如何提供一种对阵列圆管组合结构进行局部压缩的试验装置，进而为探究组合管它的变形与耗能力学特性提供参照，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，以至少解决上述技术问题；
[0005]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，所述阵列圆管组合结构由多根圆管阵列摆放组成，所述加载装置包括：底模，所述底模具有一矩形槽体，所述矩形槽体的上部设置有一开口，所述矩形槽体内部的横截面积大于所述开口的横截面积，所述矩形槽体内容纳有多根外壁互相贴合的所述圆管；顶模，所述顶模设置在所述底模的正上方，所述顶模具有一个压头，所述压头的尺寸与所述开口的尺寸相适配；驱动组件，所述驱动组件的驱动端与所述顶模远离所述底模的一端相连接，当所述驱动组件驱动时，所述驱动端带动所述顶模向所述底模的方向发生位移，使所述压头由所述入口伸入所述矩形槽体内挤压所述圆管。
[0006]在第一方面中，所述底模包括：水平板；第一竖向挡板，固定设置在所述水平板的上表面一侧；第二竖向挡板，固定设置在所述水平板的上表面另一侧，并与所述第一竖向挡板呈对立式分布，所述水平板、所述第一竖向挡板和所述第二竖向挡板形成所述矩形槽体；第一横向挡板，所述第一横向挡板的一端设置在所述第一竖向挡板的沿所述第一竖向挡板高度方向的侧壁上，并可沿所述第一竖向挡板的高度方向滑动；第二横向挡板，所述第二横向挡板的一端设置在所述第一竖向挡板的沿所述第一竖向挡板高度方向的侧壁上，并可沿所述第一竖向挡板的高度方向滑动，所述第二横向挡板另一端与所述第一横向挡板的另一端相对应，并形成所述开口。
[0007]在第一方面中，所述第一竖向挡板上沿所述第一竖向挡板的高度方向设置有第一
滑槽，所述第二竖向挡板上沿所述第二竖向挡板的高度方向设置有第二滑槽；所述第一横向挡板的一端设置有第一螺纹孔，所述第二横向挡板的一端设置有第二螺纹孔；所述加载装置还包括：第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的一端穿过所述第一滑槽螺纹连接在所述第一螺纹孔内，所述第一螺纹杆的另一端设置有第一螺帽，所述第一螺帽的宽度尺寸大于所述第一滑槽的宽度尺寸；第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的一端穿过所述第二滑槽螺纹连接在所述第二螺纹孔内，所述第二螺纹杆的另一端设置有第二螺帽，所述第二螺帽的宽度尺寸大于所述第二滑槽的宽度尺寸。
[0008]在第一方面中，所述加载装置还包括：第一加劲肋，一侧与所述第一竖向挡板焊接、另一侧与所述水平板焊接；第二加劲肋，一侧与所述第二竖向挡板焊接、另一侧与所述水平板焊接；第三加劲肋，焊接在所述第一横向挡板远离所述矩形槽体的一面；第四加劲肋，焊接在所述第二横向挡板远离所述矩形槽体的一面。
[0009]在第一方面中，所述水平板的上表面设置有波纹形状的凸起结构。
[0010]在第一方面中，所述加载装置还包括：横向拉杆，所述横向拉杆的两端部对应连接于所述第一竖向挡板和所述第二竖向挡板的上部。
[0011]在第一方面中，所述水平板上的对立侧位置还设置有钻孔。
[0012]在第一方面中，所述加载装置还包括：若干个激光测距组件，若干个所述激光管测距组件对应布设在所述压头上，用于检测所述压头距离所述开口的距离；控制组件，所述控制组件与若干个激光测距组件以及所述驱动组件电连接。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种模拟组合管横向压缩的侧限加载方法，所述加载方法应用于上述任一项所述的阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，所述加载方法包括：在矩形槽体内设置预设层数的圆管；通过激光测距组件检测压头距离所述矩形槽体的开口的位置信息，并将所述位置信息发送至控制组件；通过所述控制组件仿真模拟压头伸入所述开口内的位移轨迹，若所述位移轨迹与所述开口的边沿不发生干涉，则控制组件控制驱动组件发生驱动动作，以通过所述驱动组件的驱动端带动顶模向底模的方向发生位移，使所述压头由所述入口伸入所述矩形槽体内挤压所述圆管。
[0014]在第二方面中，所述通过激光测距组件检测压头距离所述矩形槽体的开口的位置信息，通过所述控制组件仿真模拟压头伸入所述开口内的位移轨迹，若所述位移轨迹与所述开口的边沿不发生干涉，则控制组件控制驱动组件发生驱动动作包括：获取所述开口边沿的若干位置坐标，以形成用于表示所述开口边沿轨迹的第一坐标；获取所述压头边沿的若干位置坐标，以形成用于表示所述压头边沿轨迹的第二坐标；获取第一坐标至所述第二坐标直线轨迹坐标，以形成所述位移轨迹，在所述位移轨迹中，若所述第一坐标与所述第二坐标不发生重合，则控制组件控制驱动组件发生驱动动作。
[0015]有益效果：本专利技术提出了一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，通过在底模的矩形槽体内装填若干根圆管，在利用顶模的压头通过开口伸入矩形槽体内的若干根圆管进行局部压缩，以达到为探究组合管在工程应用中变形与耗能力学特性提供参照的技术目的，在设置时，将开口的截面尺寸设置小于矩形槽体的截面尺寸，以及将压头的尺寸设置与开口的尺寸相适配，这样就使得，驱动组件驱动顶模使压头伸入矩形槽体内对若干根圆管进行压缩时，只能接触到与开口截面尺寸相适配的部分圆管，而矩形槽体内截面尺寸与开口截面尺寸正投影不重合位置的圆管则不会受到压头的直接挤压，进而达到了对若干圆
管进行局部压缩的技术目的，进而为探究组合管在工程应用中变形与耗能力学特性提供了参照。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例一中阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置的结构图一；
[0018]图2为本专利技术实施例一中阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置的结构图二；
[0019]图3为本专利技术实施例一中阵列圆管组合结构横向压缩的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，所述阵列圆管组合结构由多根圆管阵列摆放组成，其特征在于，所述加载装置包括：底模，所述底模具有一矩形槽体，所述矩形槽体的上部设置有一开口，所述矩形槽体内部的横截面积大于所述开口的横截面积，所述矩形槽体可容纳有多根阵列摆放的圆管；顶模，所述顶模设置在所述底模的正上方，所述顶模具有一个压头，所述压头的尺寸与所述开口的尺寸相适配；驱动组件，所述驱动组件的驱动端与所述顶模远离所述底模的一端相连接，当所述驱动组件驱动时，所述驱动端带动所述顶模向所述底模的方向发生位移，使所述压头由所述入口伸入所述矩形槽体内挤压所述阵列摆放的圆管。2.根据权利要求1所述的阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，其特征在于，所述底模包括：水平板；第一竖向挡板，固定设置在所述水平板的上表面一侧；第二竖向挡板，固定设置在所述水平板的上表面另一侧，并与所述第一竖向挡板呈对立式分布，所述水平板、所述第一竖向挡板和所述第二竖向挡板形成所述矩形槽体；第一横向挡板，所述第一横向挡板的一端设置在所述第一竖向挡板的沿所述第一竖向挡板高度方向的侧壁上，并可沿所述第一竖向挡板的高度方向滑动；第二横向挡板，所述第二横向挡板的一端设置在所述第一竖向挡板的沿所述第一竖向挡板高度方向的侧壁上，并可沿所述第一竖向挡板的高度方向滑动，所述第二横向挡板另一端与所述第一横向挡板的另一端相对应，并形成所述开口。3.根据权利要求2所述的阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，其特征在于：所述第一竖向挡板上沿所述第一竖向挡板的高度方向设置有第一滑槽，所述第二竖向挡板上沿所述第二竖向挡板的高度方向设置有第二滑槽；所述第一横向挡板的一端设置有第一螺纹孔，所述第二横向挡板的一端设置有第二螺纹孔；所述加载装置还包括：第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的一端穿过所述第一滑槽螺纹连接在所述第一螺纹孔内，所述第一螺纹杆的另一端设置有第一螺帽，所述第一螺帽的宽度尺寸大于所述第一滑槽的宽度尺寸；第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的一端穿过所述第二滑槽螺纹连接在所述第二螺纹孔内，所述第二螺纹杆的另一端设置有第二螺帽，所述第二螺帽的宽度尺寸大于所述第二滑槽的宽度尺寸。4.根据权利要求3所述的阵列圆管组合结构横向压缩的加载装置，其特征在于，所述加载装置还包括：第一加劲肋，一侧与所述第一竖向挡板焊接、另一侧与所述水平板焊接；第二加...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清华，李剑锋，张朝轩，陈卫忠，刘金虎，梁玉柱，吕宏良，陈亚兵，刘思佳，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所江苏国能深井安全开采科技有限公司，
类型：发明
国别省市：