CN102095633B - 监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 - Google Patents
监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102095633B CN102095633B CN201010606801A CN201010606801A CN102095633B CN 102095633 B CN102095633 B CN 102095633B CN 201010606801 A CN201010606801 A CN 201010606801A CN 201010606801 A CN201010606801 A CN 201010606801A CN 102095633 B CN102095633 B CN 102095633B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylindrical shell
- rotating frame
- support
- rolling bearing
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 23
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开的监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置，包括同轴线装置的支撑框架、旋转框架、具有中心孔的固定工作台、具有中心孔的活动工作台和液压缸以及称重传感器、安装在与轴线平行丝杆上的激光位传感器和两台步进电机。本发明装置利用激光位移传感器可测得圆柱壳的初始几何缺陷。测量过程中采用了步进电机，丝杠等定位装置，更好的避免了测量过程中激光位移传感器在运动过程中因振动产生的误差，从而提高了测量精度。通过计算机能同时完成屈曲过程的实时监控，数据采集和数据处理等多项工作，从而完成圆柱壳初始几何缺陷的监测和轴压屈曲临界载荷的自动测量。
Description
技术领域
本发明涉及监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置。
背景技术
轴心受压的圆柱壳结构广泛地应用于土木、机械、船舶、化工、航空与宇航等各类工程领域，日常研究主要包括筒仓、塔桅、烟囱及容器等。这些圆柱壳结构在轴压作用下容易发生轴压屈曲失效。已有的研究表明，圆柱壳的轴压屈曲对壳表面存在的初始几何缺陷十分敏感，缺陷型式和幅值的任意变化都将使得结构的轴压屈曲临界载荷发生改变，在计算这类结构的屈曲临界载荷时就必须考虑初始几何缺陷的分布形式和幅值。但由于初始几何缺陷的形式具有复杂多样性，难以准确地定量描述，所以初始几何缺陷对这类圆柱壳结构的抗轴压屈曲影响难以准确获得。
发明内容
本发明的目的是提供一种监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置。
本发明的监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置，包括同轴线装置的支撑框架、旋转框架、具有中心孔的固定工作台、具有中心孔的活动工作台和液压缸，在旋转框架的下支撑边和支撑框架的下支座之间有第一滚动轴承，第一滚动轴承的外圈与旋转框架的下支撑边紧固，支撑在支撑框架下支座上的支撑立轴与第一滚动轴承的内圈紧固，支撑立轴穿越旋转框架下支撑边的中心孔并与固定工作台的中心孔固定，称重传感器固定在旋转框架的下支撑边和固定工作台之间的支撑立轴上，液压缸固定在支撑框架的上支座上，在旋转框架的上支撑边和支撑框架的上支座之间有第二滚动轴承，第二滚动轴承的外圈与旋转框架的上支撑边紧固，液压缸的活塞杆与第二滚动轴承的内圈紧固并穿越旋转框架上支撑边的中心孔并与活动工作台的中心孔固定，第二滚动轴承的外圈通过同步带与第二步进电机转轴相连，第二步进电机固定在支撑框架的上支座上，在旋转框架的侧边固定有第一步进电机和平行于轴线的丝杆，第一步进电机的转轴与丝杠相连，在与丝杠配置的螺帽上安装有激光位传感器。
本发明具有以下优点：
第一，激光位移传感器的测量值可直接反映圆柱壳的初始几何缺陷。测量过程中采用了步进电机，丝杠等定位装置，更好的避免了测量过程中激光位移传感器在运动过程中因振动产生的误差，从而提高了测量精度。
第二，本发明通过计算机能同时完成屈曲过程的实时监控，数据采集和数据处理等多项工作。
第三，本发明将应变测试和轴压加载及屈曲临界载荷测量的数据通过计算机处理可得到圆柱壳不同贴片位置所对应的应变-压力曲线关系，比较各曲线可得到圆柱壳承受轴压的薄弱部位，从而为圆柱壳制造工艺提出指导。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：1支撑框架、2支撑立轴、3称重传感器、4固定工作台、5螺帽、6 激光位移传感器、7丝杠、8 圆柱壳、9第一步进电机、10旋转框架、11活动工作台、12、活塞杆、13液压缸、14第一滚动轴承、15同步带、16第二步进电机、17第二滚动轴承、18动态应变仪、19计算机。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明的监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置，包括同轴线装置的支撑框架1、旋转框架10、具有中心孔的固定工作台4、具有中心孔的活动工作台11和液压缸13，在旋转框架10的下支撑边和支撑框架1的下支座之间有第一滚动轴承14，第一滚动轴承14的外圈与旋转框架10的下支撑边紧固，支撑在支撑框架1下支座上的支撑立轴2与第一滚动轴承14的内圈紧固，支撑立轴2穿越旋转框架10下支撑边的中心孔并与固定工作台4的中心孔固定，称重传感器3固定在旋转框架10的下支撑边和固定工作台4之间的支撑立轴2上，液压缸13固定在支撑框架1的上支座上，在旋转框架10的上支撑边和支撑框架1的上支座之间有第二滚动轴承17，第二滚动轴承17的外圈与旋转框架10的上支撑边紧固，液压缸13的活塞杆12与第二滚动轴承17的内圈紧固并穿越旋转框架10上支撑边的中心孔并与活动工作台11的中心孔固定，第二滚动轴承17的外圈通过同步带15与第二步进电机16转轴相连，第二步进电机16固定在支撑框架1的上支座上，第二步进电机16旋转可带动旋转框架10作旋转运动。
在旋转框架10的侧边固定有第一步进电机9和平行于轴线的丝杆7，第一步进电机9的转轴与丝杠7相连，在与丝杠7配置的螺帽5上安装有激光位传感器6。当第一步进电机9带动丝杠7旋转时，丝杠7可带动其上的螺帽5沿纵向直线运动，同步实现激光位移传感器6的纵向直线运动。
为了减轻旋转框架10的重量，旋转框架10可采用铝材框架。
工作原理如下：
进行圆柱壳屈曲试验时，将圆柱壳放置于固定工作台上表面中心，在圆柱壳上均布一定数量的应变片，应变片与动态应变仪18输入端相连，动态应变仪的输出端与计算机19相连，将激光位移传感器6的输出信号与称重传感器3的输出信号分别输入计算机。
首先，利用第一步进电机带动激光位移传感器6至圆柱壳8顶端，激光位移传感器6向圆柱壳发出激光束并接收反射光束，通过分析反射光束与发射光束的相位差确定测点的位置，同时激光位移传感器6将数据传送至计算机19，利用第二步进电机16旋转带动旋转框架10转动预定的角度，待稳定后，激光位移传感器6测出该测点的位置并传送数据至计算机19，重复此过程，直至采集完顶端圆周上的数据；然后利用第一步进电机9使激光位移传感器6纵向运动某一距离，重复以上过程，直至激光位移传感器6采集完自圆柱壳8顶端到底端整个圆柱壳的测点数据，实现圆柱壳几何缺陷的自动测量。
然后，通过液压缸活塞杆移动活动工作台11至接近圆柱壳8上表面，从与圆柱壳8接触开始，动态应变仪18数据开始变化，传输应变数据到计算机19并保存，同时称重传感器3将压力数据传输到计算机19，通过计算机实时监测压力变化情况，当压力值先递增后突然下降时，由计算机自动计算得到此时的屈曲临界载荷值并自动发出停止活动工作台11下压的信号，随后返回至初始位置。
Claims (2)
1.监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置，其特征在于：包括同轴线装置的支撑框架（1）、旋转框架（10）、具有中心孔的固定工作台（4）、具有中心孔的活动工作台（11）和液压缸（13），在旋转框架（10）的下支撑边和支撑框架（1）的下支座之间有第一滚动轴承（14），第一滚动轴承（14）的外圈与旋转框架（10）的下支撑边紧固，支撑在支撑框架（1）下支座上的支撑立轴（2）与第一滚动轴承（14）的内圈紧固，支撑立轴（2）穿越旋转框架（10）下支撑边的中心孔并与固定工作台（4）的中心孔固定，称重传感器（3）固定在旋转框架（10）的下支撑边和固定工作台（4）之间的支撑立轴（2）上，液压缸（13）固定在支撑框架（1）的上支座上，在旋转框架（10）的上支撑边和支撑框架（1）的上支座之间有第二滚动轴承（17），第二滚动轴承（17）的外圈与旋转框架（10）的上支撑边紧固，液压缸（13）的活塞杆（12）与第二滚动轴承（17）的内圈紧固并穿越旋转框架（10）上支撑边的中心孔并与活动工作台（11）的中心孔固定，第二滚动轴承（17）的外圈通过同步带（15）与第二步进电机（16）转轴相连，第二步进电机（16）固定在支撑框架（1）的上支座上，在旋转框架（10）的侧边固定有第一步进电机（9）和平行于轴线的丝杆（7），第一步进电机（9）的转轴与丝杠（7）相连，在与丝杠（7）配置的螺帽（5）上安装有激光位移传感器（6）。
2.根据权利要求1所述的监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置，其特征在于：所述的旋转框架（10）为铝材框架。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010606801A CN102095633B (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010606801A CN102095633B (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102095633A CN102095633A (zh) | 2011-06-15 |
| CN102095633B true CN102095633B (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=44128814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010606801A Expired - Fee Related CN102095633B (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102095633B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105016159A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-11-04 | 赵静 | 一种升降机轴压监测感应头 |
| CN105628508B (zh) * | 2016-03-01 | 2018-10-12 | 中国工程物理研究院总体工程研究所 | 一种土工真三轴试验高精度应变测量系统的测量方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3479861A (en) * | 1967-02-15 | 1969-11-25 | Ngk Insulators Ltd | Method of detecting defects in a head portion of a porcelain shell of a suspension insulator |
| JP3459029B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2003-10-20 | 黒崎播磨株式会社 | 円筒形試験片による引張強度試験方法と装置 |
| JP2007192765A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Taisei Corp | コンクリートの試験方法および供試体用型枠 |
| CN101900649A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-12-01 | 中国建筑东北设计研究院有限公司 | 建筑结构受压柱试验用紧箍件 |
| CN202002844U (zh) * | 2010-12-27 | 2011-10-05 | 浙江大学 | 一种监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 |
-
2010
- 2010-12-27 CN CN201010606801A patent/CN102095633B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3479861A (en) * | 1967-02-15 | 1969-11-25 | Ngk Insulators Ltd | Method of detecting defects in a head portion of a porcelain shell of a suspension insulator |
| JP3459029B2 (ja) * | 1997-08-21 | 2003-10-20 | 黒崎播磨株式会社 | 円筒形試験片による引張強度試験方法と装置 |
| JP2007192765A (ja) * | 2006-01-23 | 2007-08-02 | Taisei Corp | コンクリートの試験方法および供試体用型枠 |
| CN101900649A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-12-01 | 中国建筑东北设计研究院有限公司 | 建筑结构受压柱试验用紧箍件 |
| CN202002844U (zh) * | 2010-12-27 | 2011-10-05 | 浙江大学 | 一种监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘正兴等.几何缺陷对圆柱壳安全性能影响的数值分析.《上海交通大学学报》.1990,第24卷(第5、6期),148-155. * |
| 祝恩淳等.轴压圆柱薄壳的屈曲分析.《土木工程学报》.2001,第34卷(第03期),18-22. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102095633A (zh) | 2011-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104568575B (zh) | 一种施力推杆装置和多轴载荷加载机 | |
| CN107271179B (zh) | 一种往复旋转减速机综合性能测试装置 | |
| CN202547863U (zh) | 高精度力传感器动态标定校准装置 | |
| CN204115638U (zh) | 曲轴轴颈随动测量装置 | |
| CN102410923A (zh) | 圆柱配合结合面的刚度及非线性关系试验装置及方法 | |
| WO2015014045A1 (zh) | 多轴真空机械手轴系精度测试装置 | |
| CN106584513A (zh) | 一种工业机器人重复定位精度测试方法及测试装置 | |
| CN107238497B (zh) | 一种卧式往复旋转减速机产品综合试验测试台 | |
| CN104165765A (zh) | 直线进给单元加速性能退化试验方法 | |
| CN105403148A (zh) | 一种曲轴各轴颈中心位置度测量装置及测量和标定方法 | |
| CN205426517U (zh) | 机床主轴综合性能检测/监测试验系统 | |
| CN205175691U (zh) | 一种测量气浮静压轴承承载力的实验装置 | |
| CN101750177A (zh) | 风力发电机回转支承的装配检测台 | |
| CN101458142A (zh) | 测力计量标准装置 | |
| CN103743338A (zh) | 具有球面回转跳动误差补偿功能的激光跟踪测量系统及其补偿方法 | |
| CN103363935A (zh) | 一种全自动蜗轮双啮合测量机 | |
| CN102095633B (zh) | 监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 | |
| CN207066741U (zh) | 一种模拟刀具切削力的加载实验装置 | |
| CN105424981A (zh) | 大量程加速度传感器快速标定试验台 | |
| CN202002844U (zh) | 一种监测圆柱壳初始几何缺陷的轴压屈曲装置 | |
| CN106002481A (zh) | 评估进给系统丝杠预拉伸力动态性能测试系统及测试方法 | |
| CN203083555U (zh) | 一种平面度自动测量仪 | |
| CN210625623U (zh) | 一种新型平行度检测仪 | |
| CN201828253U (zh) | 用于测量辊子直径、角速度和线速度的测量工具 | |
| CN206670916U (zh) | 一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120905 Termination date: 20141227 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |