直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置，包括拉力试验机，所述拉力试验机具有相对设置的固定夹臂和移动夹臂；还包括条形底座，在条形底座的两端各设有一支撑座，在条形底座的中部设有一固定支座，在条形底座上方平行设有拉杆，其两端分别通过一连杆机构与条形底座两端的支撑座连接；在两个连杆机构之间设有两个支板，还包括拉力传感器和位移传感器，分别用于监测拉力试验机的拉力值和拉杆在移动过程中的位移值。本实用新型专利技术结构简单，便于操作，能够准确的获取转动弹簧的刚度与转角之间的线性或非线性关系，能够很好的为后续研究提供数据支持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置


[0001]本技术涉及直立锁边金属围护结构抗风性能研究
，尤其涉及一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置。

技术介绍

[0002]现有用于研究金属围护结构抗风揭性能的技术方法主要包括：节点拉拔试验、静或动态抗风揭试验、有限元数值模拟、风洞试验、现场实测等。
[0003]金属围护系统在风吸力作用下，金属屋面板会产生较大的变形，特别是通过咬合式连接的金属薄板，风荷载可使横截面跨中位移超过其腹板高度(≥65mm)，远大于薄板厚度(≈1mm)，属于典型的大挠度薄板问题，几何大变形使得面板不能忽略应变与位移关系中高阶导数项的影响，系统呈现出明显的几何非线性特征。尤其是咬合式连接的金属围护系统(即直立锁边金属围护结构)通过面板间的接触传递荷载，该结构中，相邻两面板通过由面板弯折形成且相对分布的第一连接板和第二连接板相连，其中，所述第一连接板的上端沿弧形弯折并延伸形成下侧具有开口缝的弧形内套环，第二连接板的上端沿弧形弯折并延伸形成下侧具有开口缝的弧形外套环，所述内套环插入外套环实现咬合，从而形成直立锁边金属围护结构的连接节点。但其接触面积会随着面板的大变形发生不可逆的变化，连接状态的改变导致面板间的接触边界具有高度非线性特征。同时，常用的金属面板基材(如：铝镁锰合金、镀膜钢板等)往往具有明显的塑性性质，大应变时的应力
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应变不再保持弹性阶段的线性关系，材料本构模型具有非线性特征。综上可知，金属围护系统综合了几何、边界条件及材料三类非线性特征，其复杂的结构受力特征使寻求系统的精确解变得极其困难。有限元分析方法作为一种近似求解的数值方法，可将非线性问题转化为一系列线性问题，在特定的收敛准则下，通过多次迭代计算来逼近求解精确解。尽管有限元分析方法具有求解非线性问题的优势，但是金属围护系统的接触边界条件高度非线性问题会导致精细化模型难以收敛，且需要极大时间成本和计算机资源。
[0004]对于此，专利技术人根据直立锁边金属围护结构连接节点的受力特点，将连接节点解耦为多种等效弹簧组合结构，其中包括水平弹簧、竖向弹簧、转动弹簧等，并建立了等效弹簧模型，以模拟实际连接的直立锁边金属围护结构连接节点的受力特点；但在建立等效弹簧模型后，还需要对其中涉及到的等效弹簧的弹簧属性进行标定，然后将标定结果(标定关系或曲线)输入到该等效弹簧模型中，才能够准确获取模拟结果；这样，才能够通过该模型对实际的金属围护结构连接节点进行受力分析。
[0005]但目前还没有针对该连接节点的等效转动弹簧的弹簧属性进行标定的装置，给后续的研究带来了诸多不便。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：提供一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置，解决了现有技术缺乏针对直立锁边金
属围护结构连接节点的等效转动弹簧的弹簧属性进行标定的装置的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0008]一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置，包括拉力试验机，所述拉力试验机具有相对设置的固定夹臂和移动夹臂；包括条形底座，在条形底座的两端各设有一支撑座，在条形底座的中部设有一固定支座，所述固定支座包括一竖板，竖板的上端成型有锁止端，用于与对待标定试件相连；所述条形底座下侧与拉力试验机的固定夹臂连接；
[0009]在条形底座上方平行设有拉杆，所述拉杆与拉力试验机的移动夹臂相连，其两端分别通过一连杆机构与条形底座两端的支撑座连接；所述连杆机构包括两第一连杆和两第二连杆，其中，第一连杆的一端与拉杆铰接，另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的一端与第一连杆铰接，另一端与支撑座铰接，使连杆机构整体呈四边形；
[0010]在两个连杆机构之间设有两个支板，所述支板的长度方向与条形底座的长度方向一致，且两支板的两端分别与两连杆机构同侧的第二连杆相连；
[0011]还包括拉力传感器和位移传感器，分别用于监测拉力试验机的拉力值和拉杆在移动过程中的位移值。
[0012]作为优化，所述拉力传感器固定安装在拉杆上。
[0013]作为优化，所述拉力传感器为S型拉力传感器。
[0014]作为优化，在条形底座下侧设有夹持臂，所述夹持臂与拉力试验机的固定夹臂连接。
[0015]作为优化，所述支板的断面呈L形，其一侧板与两第二连杆相连，另一侧用于与待标定试件相连。
[0016]本申请与现有技术相比具有以下有益效果：
[0017]本技术通过设置条形底座和拉杆，并通过连杆机构使条形底座在沿直线运动过程中使待标定试件产生转动，从而模拟连接节点的转动响应。其中，待标定试件完全按照实际直立锁边金属围护结构的连接方式进行连接，以更好的模拟实际连接效果，进一步的，该待标定试件还可以直接采用实际咬合后的面板并通过切割形成，能够更好的模拟实际连接情况，在拉力试验机的作用下模拟连接节点在转动时的力与位移的关系，并通过拉力传感器和位移传感器进行显示，并通过连杆机构的几何换算成力矩与转角的关系，以便于后续进行计算，从而获取等效转动弹簧的弹簧属性。本技术结构简单，便于操作，能够准确的获取转动弹簧的刚度与转角之间的线性或非线性关系，能够很好的为后续研究提供数据支持。
附图说明
[0018]图1为本技术结构示意图；
[0019]图2为本技术牵拉时的工作示意图；
[0020]图3为本技术中连接节点的结构示意图；
[0021]图4为本技术中等效弹簧示意图；
[0022]图5为本技术中力与位移关系转换为力矩与转角关系的换算示意图；
[0023]图中，1条形底座，2支撑座，3第一连接板，4第二连接板，5内套环，6外套环，7固定
支座，8拉杆，9支板，10拉力传感器，11第一连杆，12第二连杆，14夹持臂，15转动弹簧。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。
[0025]具体实施时：参见图1
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5。
[0026]一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置，包括拉力试验机，所述拉力试验机具有相对设置的固定夹臂和移动夹臂；包括条形底座1，在条形底座1下侧设有夹持臂14，所述夹持臂14与拉力试验机的固定夹臂连接。在条形底座1的两端各设有一支撑座2，在条形底座1的中部设有一固定支座7，所述固定支座7包括一竖板，竖板的上端成型有锁止端，用于与对待标定试件相连；所述条形底座1下侧与拉力试验机的固定夹臂连接。
[0027]在条形底座1上方平行设有拉杆8，所述拉杆8与拉力试验机的移动夹臂相连，其两端分别通过一连杆机构与条形底座1两端的支撑座2连接；所述连杆机构包括两第一连杆11和两第二连杆12，其中，第一连杆11的一端与拉杆8铰接，另一端与第二连杆12的一端铰接，第二连杆12的一端与第一连杆11铰接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直立锁边金属围护结构等效弹簧模型的转动刚度标定装置，包括拉力试验机，所述拉力试验机具有相对设置的固定夹臂和移动夹臂；其特征在于，包括条形底座，在条形底座的两端各设有一支撑座，在条形底座的中部设有一固定支座，所述固定支座包括一竖板，竖板的上端成型有锁止端，用于与对待标定试件相连；所述条形底座下侧与拉力试验机的固定夹臂连接；在条形底座上方平行设有拉杆，所述拉杆与拉力试验机的移动夹臂相连，其两端分别通过一连杆机构与条形底座两端的支撑座连接；所述连杆机构包括两第一连杆和两第二连杆，其中，第一连杆的一端与拉杆铰接，另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的一端与第一连杆铰接，另一端与支撑座铰接，使连杆机构整体呈四边形；在两个连杆机构之间设有两个支板，所述支板的长度方向与条形底座的长度方向一致，且两支...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂诗东，梁启胜，刘敏，杨庆山，王泽，童长宏，黄永志，李林，翟影，黄淼，李德顺，
申请(专利权)人：重庆大学建筑规划设计研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：