CN101290270A - 试样微动探测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型结构实验的试样微动探测装置，包括位移传感器，所述位移传感器包括主体部分和磁环部分，所述试样和位移传感器的主体部分固定连接直线导轨，所述位移传感器的磁环部分固定连接与所述直线导轨配合的滑块，所述滑块的运动方向与试样的位移方向平行。本发明由于采用了导轨滑块组合装置，从而在试验过程中，即便受到垂向加载作动器施加的拉压试验力Fv(最大可达10000kN)的高承载情况下，通过本发明的试样微动探测装置依然可以自如地检测出被测试样水平方向的微小位移。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种大型结构实验的试样微动探测装置。
(二)背景技术
大型结构试验系统是一种用于测试结构力学性能的大型仪器，它的研制和发展，对国家现代化建设过程中必须建设的基础设施比如：超高建筑、地铁、机场、楼堂馆所、大跨度桥梁、大型客机、航天飞机、巨型船舶、海洋平台、原子能电站等的设计检验、优化、验证具有里程碑式的意义。
在国民经济粗放型发展时期，上述各类结构的设计以类比法为主，无论是设计的精准还是合理性都不是考虑的重点。这样的设计方法在主要是用常规材料和常规结构的设计中，经验类比法尽管会有较大的设计误差，但因为有前人的经验和比较发达的计算机模拟计算技术，最终的结果还是可以接受的。
进入二十一世纪，国家现代化建设的飞速发展，各种新结构、新材料层出不穷，产品和工程大型化、整体化和复杂化的发展方向以及资源短缺引发的各类矛盾，类比设计遇到了越来越大的挑战，新结构和新材料的应用导致没有类似的可以借鉴的成功经验，超大规模的工程设计的风险性和节约资源减少成本的总体要求也对大型工程在设计阶段的试验验证变得更为重要和必不可少。而在设计和使用过程中必须考虑的结构在复杂外界条件下(负荷、振动、高低温、腐蚀、风化)的变形和断裂强度等技术指标以及各种结构整体工作性能、钢筋混凝土结构非线性性能等问题的研究需要也日益突出。
由于应用标准试样或小尺寸模型推定很难获得整体结构性能的完整可靠的数据，为了满足客观存在的上述要求，现代结构试验必须完成由过去的单个构件试验向整体结构试验和足尺寸试验的转化。而对于复合材料组成的结构，甚至用计算机进行多参数分析也很难推定，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验。同时，科学技术的发展特别是计算机技术、电子技术、自动控制技术和液压伺服技术的飞速发展为结构试验和监测技术的发展提供了坚实的基础，为各种复杂结构的设计、试验和监测提供了有力的保障，促进了结构设计理论的发展。因此，世界上各国都在致力于大型结构试验仪器的开发研究。
现有的大型结构试验中经常需要进行试样的微动位移检测，但现有的微动探测通常仅由一个位移传感器完成，很难做到在高承载下做到低摩擦和位移检测精确。
(三)发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高承载、低摩擦和位移检测精确的试样微动探测装置。
所述的试样微动探测装置，包括位移传感器，所述位移传感器包括主体部分和磁环部分，所述试样和位移传感器的主体部分固定连接直线导轨，所述位移传感器的磁环部分固定连接与所述直线导轨配合的滑块，所述滑块的运动方向与试样的位移方向平行。
进一步，所述直线导轨上方设有上承载板，直线导轨下方设有下承载板，所述滑块和位移传感器的磁环部分固定连接上承载板，所述直线导轨固定连接下承载板，试样和位移传感器的主体部分与下承载板连接。
进一步，所述试样通过球铰与下承载板连接。
本发明由于采用了导轨滑块组合装置，从而在试验过程中，即便受到垂向加载作动器施加的拉压试验力FV(最大可达10000kN)的高承载情况下，通过本发明的试样微动探测装置依然可以自如地检测出被测试样水平方向的微小位移，分辨率可达0.01mm，摩擦力小于垂向载荷的1/1000。
(四)附图说明
图1为实施例所述试样微动探测装置的运行状态示意图。
(五)具体实施方式
下面通过实施例对本发明作优选地具体的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
参照图1，一种试样1微动探测装置，包括位移传感器2，所述位移传感器2包括主体部分和磁环部分，所述试样1和位移传感器2的主体部分固定连接直线导轨3，所述位移传感器2的磁环部分固定连接与所述直线导轨3配合的滑块4，所述滑块4的运动方向与试样1的位移方向平行。
所述直线导轨3上方设有上承载板5，直线导轨3下方设有下承载板6，所述滑块4和位移传感器2的磁环部分固定连接上承载板5，所述直线导轨3固定连接下承载板6，试样1和位移传感器2的主体部分与下承载板6连接。
所述试样1通过球铰7与下承载板6连接。
在进行试样1的大型结构实验时，试样受到水平加载作动器8的水平作用力FH和垂向加载作动器9的垂向作用力Fv。上承载板5与垂向加载作动器9的活塞相连，上承载板5承受的垂向试验力Fv通过直线导轨3、滑块4传递到下承载板6后，通过球铰7传递到被测试样1。
试验过程中，如果被测试样1受到水平加载作动器8施加的水平试验力FH，产生水平方向的变形S1，从而，通过球铰7与试样1连接在一起的下承载板6带动直线导轨3产生水平方向的位移，同时带动位移传感器2的主体部分跟着移动。这样，上承载板5和下承载板6之间的相对移动S2就被位移传感器检测出来并发送给后续的计算机测控系统。为主动跟动伺服控制系统控制垂向加载作动器的主动跟动提供了输入信号。
Claims (3)
1、一种试样微动探测装置，包括位移传感器，所述位移传感器包括主体部分和磁环部分，其特征在于：所述试样和位移传感器的主体部分固定连接直线导轨，所述位移传感器的磁环部分固定连接与所述直线导轨配合的滑块，所述滑块的运动方向与试样的位移方向平行。
2、如权利要求1所述的试样微动探测装置，其特征在于：所述直线导轨上方设有上承载板，直线导轨下方设有下承载板，所述滑块和位移传感器的磁环部分固定连接上承载板，所述直线导轨固定连接下承载板，试样和位移传感器的主体部分与下承载板连接。
3、如权利要求2所述的试样微动探测装置，其特征在于：所述试样通过球铰与下承载板连接。
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