CN103913285A - 一种机械性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机械性能试验装置，包括：底座；固定于底座上的立式支架；与立式支架相连的第一横梁，该第一横梁沿水平方向分布；与第一横梁相连，且能够沿第一横梁的长度方向移动的移动平台；与移动平台相连的垂直加载器。本发明提供的机械性能试验装置，将待测部件放置于垂直加载器的底端；启动垂直加载器，使得垂直加载器对待测部件在竖直方向上施加载荷；同时移动移动平台，使得垂直加载器随移动平台移动，从而实现了垂直加载器的移动，进而实现了跟动加载，则为保证待测部件的机械性能满足要求提供了前提。

Description

一种机械性能试验装置

技术领域

本发明涉及机械性能试验技术领域，更具体地说，涉及一种机械性能试验装置。

背景技术

在建筑结构领域内，需要对柱、梁、板、墙、节点或者框架等待测部件的机械性能进行试验，以保证柱、梁、板、墙、节点或者框架等待测部件的机械性能满足要求。目前，一般采用结构试验平台，对待测部件进行试验，获知部件的机械性能能否满足要求。

对于机械性能的试验，一般需要在水平面内对待测部件施加两个方向的震动加载以测试相关性能，其中，两个方向相垂直；还需要在竖直方向上对待测部件施加载荷以测试相关性能。

但是，现有的结构试验平台，大部分只能实现在单一方向、单一加载点施加稳定载荷的加载试验，或者只能实现同时在竖直方向和水平方向、单一加载点施加稳定载荷。其中单一方向一般为水平方向或者竖直方向。

为了更好的保证待测部件的机械性能，还需要实现对待测部件在竖直方向的跟动加载，来模拟待测部件工作的真实环境，以为保证待测部件的机械性能满足要求提供前提。为了实现待测部件的跟动加载，需要提供一种跟动加载的试验装置。

综上所述，如何提供一种机械性能试验装置，以实现跟动加载，进而为保证待测部件的机械性能满足要求提供前提，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械性能试验装置，以为保证待测部件的机械性能满足要求提供前提。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机械性能试验装置，包括：

底座；

固定于所述底座上的立式支架；

与所述立式支架相连的第一横梁，所述第一横梁沿水平方向分布；

与所述第一横梁相连，且能够沿所述第一横梁的长度方向移动的移动平台；

与所述移动平台相连的垂直加载器。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述第一横梁的底端设置有沿水平方向延伸的第一导轨，所述移动平台通过第一丝杠机构与所述第一导轨相连；所述机械性能试验装置还包括：驱动所述第一丝杠机构的第一丝杠转动的第一电机，所述移动平台与所述第一丝杠螺纹配合。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述垂直加载器能够沿垂直于所述第一导轨的方向移动。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述移动平台的底端设置有第二导轨，所述第二导轨垂直于所述第一导轨，且所述垂直加载器通过第二丝杠机构与所述第二导轨相连；所述机械性能试验装置还包括：驱动所述第二丝杠机构的第二丝杠转动的第二电机，所述垂直加载器与所述第二丝杠螺纹配合。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述第一横梁与所述立式支架通过可拆的第一连接件相连，且所述立式支架设置有多个沿竖直方向分布第一安装孔。

优选的，上述机械性能试验装置，还包括驱动所述第一横梁沿所述立式支架的竖直方向移动的第一驱动部件。

优选的，上述机械性能试验装置，还包括：与所述立式支架相连的第二横梁，所述第二横梁垂直于所述第一横梁；与所述第二横梁相连且具有夹角的倾斜加载器。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述倾斜加载器为倾斜液压加载器；所述倾斜加载器与所述第二横梁铰接相连，且所述倾斜加载器能够在竖直平面内转动。

优选的，上述机械性能试验装置中，所述第二横梁与所述立式支架通过第二连接件相连，且所述立式支架设置有多个沿竖直方向分布的第二安装孔。

优选的，上述机械性能试验装置，还包括：在水平面内能够沿X方向和Y方向施加二维载荷的震动加载器，所述震动加载器固定于所述底座上，其中，所述X方向和所述Y方向相垂直。

本发明提供的机械性能试验装置，将待测部件放置于垂直加载器的底端；启动垂直加载器，使得垂直加载器对待测部件在竖直方向上施加载荷；同时移动移动平台，使得垂直加载器随移动平台移动，从而实现了垂直加载器的移动，进而实现了跟动加载，则为保证待测部件的机械性能满足要求提供了前提。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的机械性能试验装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的机械性能试验装置的侧视图；

图3为本发明实施例提供的机械性能试验装置的俯视图。

上图1-3中：

底座1、立式支架2、第二横梁3、第一电机4、第一横梁5、第一驱动部件6、第二导轨7、第二丝杠8、第一连接件9、移动平台10、垂直加载器11、倾斜加载器12、震动加载器13、第一导轨14、第一丝杠15。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种机械性能试验装置，实现了跟动加载，进而为保证待测部件的机械性能满足要求提供了前提。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-3，图1为本发明实施例提供的机械性能试验装置的主视图；图2为本发明实施例提供的机械性能试验装置的侧视图；图3为本发明实施例提供的机械性能试验装置的俯视图。

本发明实施例提供的机械性能试验装置，包括：底座1；固定于底座1上的立式支架2；与立式支架2相连的第一横梁5，该第一横梁5沿水平方向分布；与第一横梁5相连，且能够沿第一横梁5的长度方向移动的移动平台10；与移动平台10相连的垂直加载器11。

本发明实施例提供的机械性能试验装置，将待测部件放置于垂直加载器11的底端；启动垂直加载器11，使得垂直加载器11对待测部件在竖直方向上施加载荷；同时移动移动平台10，使得垂直加载器11随移动平台10移动，从而实现了垂直加载器11的移动，进而实现了垂直方向上的跟动加载，则为保证待测部件的机械性能满足要求提供了前提。

上述实施例提供的机械性能试验装置中，第一横梁5沿水平方向分布，则第一横梁5的长度方向即为水平方向。一般待测部件会放置在底座1上；该机械性能试验装置一般有金属材料制成，即立式支架2为金属支架，底座1为金属底座，第一横梁5为金属横梁支架，移动平台10为金属移动平台。

优选的，上述实施例提供的机械性能试验装置中，第一横梁5的底端设置有沿水平方向延伸的第一导轨14，移动平台10通过第一丝杠机构与第一导轨14相连；机械性能试验装置还包括：驱动第一丝杠机构的第一丝杠15转动的第一电机4，移动平台10与第一丝杠15螺纹配合。通过第一电机4驱动第一丝杠15转动，从而带动与第一丝杠15螺纹配合的移动平台10沿第一导轨14移动，即实现了移动平台10沿水平方向移动，进而实现了垂直加载器11的移动，即实现了跟动加载。

上述实施例提供的机械性能试验装置中，也可其他驱动部件实现第一丝杠15的转动，本发明实施例对此不作具体地限定。同时，实现移动平台10的移动还可通过其他结构实现，例如直接采用直线电机驱动移动平台10移动。对于如何实现移动平台10沿第一横梁5的长度方向移动，发明实施例对此不作具体地限定。

为了使垂直加载器11能够实现多个加载点的加载，上述实施例提供的机械性能试验装置中，垂直加载器11能够沿垂直于第一导轨14的方向移动。由于垂直加载器11位于移动平台10的底端，则垂直加载器11只能在水平面内沿垂直于第一导轨14的方向移动，这样，可调整垂直加载器11的位置，从而实现垂直加载器11能够在多个加载点施加载荷以及在竖直平面内多角度施加载荷，有效提高了试验效率。

优选的，上述实施例提供的机械性能试验装置中，移动平台10的底端设置有第二导轨7，第二导轨7垂直于第一导轨14，且垂直加载器11通过第二丝杠机构与第二导轨7相连；机械性能试验装置还包括：驱动第二丝杠机构的第二丝杠8转动的第二电机，垂直加载器11与第二丝杠8螺纹配合。通过第二电机驱动第二丝杠8转动，从而带动与第二丝杠8螺纹配合的垂直加载器11沿第二导轨7移动，即实现了垂直加载器11沿垂直于第一导轨14的方向移动。其中，第二导轨7的数目为两个，可更换垂直加载器11的位置，进一步增加待测部件的加载点。当移动平台10为两个时，第二导轨7的数目为四个，当然，第二导轨7的数目还可为其他值，本发明实施例对此不作具体地限定。

上述实施例提供的机械性能试验装置中，也可其他驱动部件实现第二丝杠8的转动，本发明实施例对此不作具体地限定。同时，实现垂直加载器11沿垂直于第一导轨14的方向移动，还可通过其他结构实现，例如直接采用直线电机驱动垂直加载器11移动，发明实施例对此不作具体地限定。

优选的，上述实施例提供的机械性能试验装置中，垂直加载器11为液压垂直加载器。这样，便于实施加载，也便于调节垂直加载器11与待测部件的相对位置。当然，垂直加载器11还可为他加载器，本发明实施例对此不作具体地限定。

为了增加垂直加载器11的加载点，上述实施例提供的机械性能试验装置中，移动平台10的数目为两个，垂直加载器11的数目为两个，两个移动平台10分布在第一横梁5的两端，这样可增加待测部件的加载点，减少了待测部件的换位，提高了试验效率。当然，垂直加载器11的数目以及移动平台10的数目还可为其他值，本发明实施例对此不作具体地限定。

为了便于调节垂直加载器11和待测部件的相对位置，上述实施例提供的机械性能试验装置中，第一横梁5与立式支架2通过可拆的第一连接件9相连，且立式支架2设置有多个沿竖直方向分布第一安装孔。通过改变第一横梁5的位置来改变垂直加载器11的位置，需要改变位置时，拆除第一连接件9，移动第一横梁5即可，然后在用第一连接件9穿过第一安装孔固定第一横梁5。第一连接件9可为销轴也可为螺纹连接件，本发明实施例对此不作具体地限定。这样，可使该机械性能试验装置能够适应各种高度的待测部件，同时也能够实现垂直加载器11能够在多个加载点施加载荷以及在竖直平面内多角度施加载荷，有效提高了试验效率。

为了便于第一横梁5的移动，上述实施例提供的机械性能试验装置，还包括驱动第一横梁5沿立式支架2的竖直方向移动的第一驱动部件6。即通过第一驱动部件6移动第一横梁5，降低了劳动强度，方便了第一横梁5的移动。第一驱动部件6可为电机或者液压缸，本发明实施例对第一驱动部件6的类型不作具体地限定。

优选的，上述实施例提供的机械性能试验装置中，还可在立式支架2的竖直方向上设置导轨，为第一横梁5的移动导向，便于第一横梁5的移动。

为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的机械性能试验装置，还包括：与立式支架2相连的第二横梁3，该第二横梁3垂直于第一横梁5；与第二横梁3相连且具有夹角的倾斜加载器12。倾斜加载器12与第二横梁3具有一定的夹角，这样能够实现倾斜加载，即同时实现水平方向和竖直方向的加载，避免了待测部件采用另外的试验装置，降低了试验成本。

上述实施例提供的机械性能试验装置中，一般倾斜加载器12需要与待测部件固定连接，一般采用螺纹连接件相连。为了增加倾斜加载器12的加载点，倾斜加载器12的数目为两个，当然，也可其他数目，本发明实施例对此不作具体的限定。

优选的，上述实施例提供的机械性能试验装置中，倾斜加载器12为倾斜液压加载器；倾斜加载器12与第二横梁3铰接相连，且倾斜加载器12能够在竖直平面内转动。由于倾斜加载器12为倾斜液压加载器，则倾斜加载器12的长度能够改变，而且，倾斜加载器12能够在竖直平面内转动，则倾斜加载器12能够与待测部件上的多个点接触，即具有多个加载点。

上述实施例提供的机械性能试验装置中，倾斜加载器12与第二横梁3铰接相连，二者可形成铰链结构，本发明实施例对二者的铰接结构不作具体地限定，只要保证倾斜加载器12能够在竖直平面内转动即可。

为了进一步增加倾斜加载器12的加载点，上述实施例提供的机械性能试验装置中，第二横梁3与立式支架2通过第二连接件相连，且立式支架2设置有多个沿竖直方向分布的第二安装孔。通过改变第二横梁3的位置来改变倾斜加载器12的位置，从而改变倾斜加载器12的加载点。需要改变位置时，拆除第二连接件，移动第二横梁3即可，然后在用第二连接件穿过第二安装孔固定第二横梁3。第二连接件可为销轴也可为螺纹连接件，本发明实施例对此不作具体地限定。

为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的机械性能试验装置，还包括：在水平面内能够沿X方向和Y方向施加二维载荷的震动加载器13，震动加载器13固定于底座1上，其中，X方向和Y方向相垂直。则上述机械性能试验装置还能实现X方向和Y方向的二维震动加载，一般将待测部件放置在震动加载器13上，实现对待测部件的震动加载；垂直加载器11与待测部件的顶端接触，实现对待测部件的跟动加载；将倾斜加载器12的自由端固定在待测部件的顶端，同时实现对待测部件的水平方向加载以及竖直方向加载。则上述实施例提供的机械性能试验装置，既能实现震动加载，也能同时实现水平方向加载以及竖直方向加载，也能实现跟动加载，即一个试验装置能够实现多种加载方式，从而减少了待测部件进行机械性能试验所需的试验装置，进而降低了试验成本。

上述实施例提供的机械性能试验装置，完成了建筑结构试验从试样研究到结构研究的飞跃，成功实现了跟动加载的试验方式，整机的重量、试验空间、加载方式的多样性、跟动控制的实现和微动检测装置的工程应用都为国内试验机之最，是建筑结构试验的一个新的里程碑。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机械性能试验装置，其特征在于，包括：

底座（1）；

固定于所述底座（1）上的立式支架（2）；

与所述立式支架（2）相连的第一横梁（5），所述第一横梁（5）沿水平方向分布；

与所述第一横梁（5）相连，且能够沿所述第一横梁（5）的长度方向移动的移动平台（10）；

与所述移动平台（10）相连的垂直加载器（11）。

2.根据权利要求1所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述第一横梁（5）的底端设置有沿水平方向延伸的第一导轨（14），所述移动平台（10）通过第一丝杠机构与所述第一导轨（14）相连；所述机械性能试验装置还包括：驱动所述第一丝杠机构的第一丝杠（15）转动的第一电机（4），所述移动平台（10）与所述第一丝杠（15）螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述垂直加载器（11）能够沿垂直于所述第一导轨（14）的方向移动。

4.根据权利要求3所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述移动平台（10）的底端设置有第二导轨（7），所述第二导轨（7）垂直于所述第一导轨（14），且所述垂直加载器（11）通过第二丝杠机构与所述第二导轨（7）相连；所述机械性能试验装置还包括：驱动所述第二丝杠机构的第二丝杠（8）转动的第二电机，所述垂直加载器（11）与所述第二丝杠（8）螺纹配合。

5.根据权利要求1所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述第一横梁（5）与所述立式支架（2）通过可拆的第一连接件（9）相连，且所述立式支架（2）设置有多个沿竖直方向分布第一安装孔。

6.根据权利要求5所述的机械性能试验装置，其特征在于，还包括驱动所述第一横梁（5）沿所述立式支架（2）的竖直方向移动的第一驱动部件（6）。

7.根据权利要求1所述的机械性能试验装置，其特征在于，还包括：与所述立式支架（2）相连的第二横梁（3），所述第二横梁（3）垂直于所述第一横梁（5）；与所述第二横梁（3）相连且具有夹角的倾斜加载器（12）。

8.根据权利要求7所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述倾斜加载器（12）为倾斜液压加载器；所述倾斜加载器（12）与所述第二横梁（3）铰接相连，且所述倾斜加载器（12）能够在竖直平面内转动。

9.根据权利要求7所述的机械性能试验装置，其特征在于，所述第二横梁（3）与所述立式支架（2）通过第二连接件相连，且所述立式支架（2）设置有多个沿竖直方向分布的第二安装孔。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的机械性能试验装置，其特征在于，还包括：在水平面内能够沿X方向和Y方向施加二维载荷的震动加载器（13），所述震动加载器（13）固定于所述底座（1）上，其中，所述X方向和所述Y方向相垂直。