CN104236996B - 一种可调力臂的试验加载传力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调力臂的试验加载传力装置，包括分配梁、定位销以及连接装置，分配梁沿长度方向设有多排销孔，连接装置包括套管、加劲板以及连接板，套管为内径与销孔直径相等的钢管，加劲板的一端与套管外表面焊接，加劲板的另一端与连接板焊接，连接板上开设有螺栓孔，所述的连接装置的套管与分配梁销孔对齐后通过定位销固定，连接装置的连接板通过高强螺栓分别与支座、加载试件、加载设备连接。本发明的可调力臂的试验加载传力装置适用范围较广，可针对不同试验的要求进行灵活调整，极大地克服了加载设备加载能力有限、行程过大、加载方法单一等问题，装置构造简明、操作简单易行、成本较低，具有很好推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及结构试验领域，特别是一种可调力臂的试验加载传力装置。
背景技术
模型试验是进行工程结构研究的一种重要手段。现代工程结构中大型、异形结构层出不穷，对其进行模型试验需要大吨位、高性能的加载设备。在工程结构模型试验中，如果加载设备的加载能力有限，则不得不采用缩尺模型以满足加载能力的要求；在进行结构的模型试验时，若试验模型的刚度较低，变形较大，则会影响试验加载的频率，需要采用合适的手段来减小试验过程中加载设备的行程来提高加载频率；在某些情况下，需要对试验模型施加特定方向的荷载（如拉力），而加载设备只能提供反向的荷载（如压力）时，需要特定装置对荷载方向进行转换。
发明内容
本发明的目的是要提供一种可调力臂的试验加载传力装置，其运用杠杆原理，通过调整力臂，在一定范围内放大试验荷载、减小加载设备行程，并可转换加载方向。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种可调力臂的试验加载传力装置，连接在支座、加载试件、加载设备上，该装置包括分配梁、定位销以及连接装置，所述分配梁沿长度方向设有多排销孔，连接装置包括套管、加劲板以及连接板，所述套管为内径与销孔直径相等的钢管，加劲板的一端与套管外表面焊接，加劲板的另一端与连接板焊接，连接板上开设有螺栓孔，所述的连接装置的套管与分配梁销孔对齐后通过定位销固定，连接装置的连接板通过高强螺栓分别与支座、加载试件、加载设备连接。
作为本发明的优选方案，所述的分配梁由两块相互平行的竖置厚钢板焊接在两块相互平行的水平钢板上构成，竖置厚钢板上设有多排销孔。
作为本发明的优选方案，所述的定位销为与销孔相匹配的圆柱形钢棒，定位销两端设有有外螺纹，外螺纹上设有螺母，所述定位销的直径比销孔的直径小0.25mm~0.5mm，定位销的长度比分配梁宽度大10~15cm。
作为本发明的优选方案，所述的套管的厚度不小于0.5倍的竖置厚钢板的厚度。
作为本发明的优选方案，所述的竖置厚钢板的上、下部均开有相互对称的销孔，销孔的直径不小于竖置厚钢板的厚度。
作为本发明的优选方案，所述的销孔与竖置厚钢板边缘的距离不小于1.5倍销孔的直径，销孔之间的距离不小于1.5倍销孔的直径。
本发明的具体使用方法：首先，根据结构模型试验的具体需求（放大试验荷载、减小加载设备行程或转换加载方向）确定支座、加载设备、加载试件三者在分配梁上的布置位置。在分配梁对应位置处，将连接装置的套管与分配梁销孔对齐后，插入定位销即可将前两者锁定。在定位销两端套紧螺母以防止定位销从销孔和套管中滑出。透过连接板上的螺栓孔，采用高强螺栓实现支座、加载试件、加载设备与对应连接装置的定位连接，开启加载设备即可进行模型试验。
与现有技术相比，本发明的可调力臂的试验加载传力装置适用范围较广，可针对不同试验的要求进行灵活调整，极大地克服了加载设备加载能力有限、行程过大、加载方法单一等问题，装置构造简明、操作简单易行、成本较低，具有很好推广价值。
附图说明
图1为本发明的可调力臂的试验加载传力装置的布置为放大试验荷载功能形式的结构示意图；
图2为本发明的可调力臂的试验加载传力装置的布置为减小加载设备行程功能形式的结构示意图；
图3为本发明的可调力臂的试验加载传力装置的布置为转换加载方向功能形式的结构示意图；
图4为本发明的分配梁的侧视图；
图5为定位销的结构示意图；
图6为连接装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图6所示的一种可调力臂的试验加载传力装置，连接在支座12、加载试件13、加载设备14上，该装置包括分配梁1、定位销4以及连接装置2，分配梁1沿长度方向设有多排销孔11，连接装置2包括套管7、加劲板8以及连接板9，所述套管7为内径与销孔11直径相等的钢管，套管7的厚度不小于0.5倍的竖置厚钢板5的厚度，加劲板8的一端与套管7外表面焊接，加劲板8的另一端与连接板9焊接，连接板9上开设有螺栓孔10，连接装置2的套管7与分配梁1销孔11对齐后通过定位销4固定，而连接装置2的连接板9上的螺栓孔10内分别用高强螺栓与支座12、加载试件13、加载设备14连接，连接装置2可以在分配梁1上滑动，并通过定位销4固定在分配梁1上。
如图4所示，分配梁1由两块相互平行的竖置厚钢板5焊接在两块相互平行的水平钢板6上构成，竖置厚钢板5的上、下部均开有相互对称的销孔11，销孔11的直径不小于竖置厚钢板5的厚度，销孔11与竖置厚钢板5边缘的距离不小于1.5倍销孔11的直径，销孔11之间的距离不小于1.5倍销孔11的直径。
如图5所示，定位销4为与销孔11相匹配的圆柱形钢棒，采用耐磨的锰钒合金钢制成，定位销4两端设有有外螺纹，通过旋紧螺母3以防止定位销从销孔和套管中滑出，定位销4的直径比销孔11的直径小0.25mm~0.5mm，定位销4的长度比分配梁1宽度大10~15cm。
本发明的具体使用方法：首先，根据结构模型试验的具体需求（放大试验荷载、减小加载设备行程或转换加载方向）确定支座12、加载设备14、加载试件13三者在分配梁1上的布置位置。在分配梁1对应位置处，将连接装置2的套管7与分配梁1销孔11对齐后，插入定位销4即可将前两者锁定。在定位销4两端套紧螺母3以防止定位销4从销孔11和套管7中滑出。透过连接板9上的螺栓孔10，采用高强螺栓实现支座12、加载试件13、加载设备14与对应连接装置2的定位连接，开启加载设备14即可进行模型试验。
针对超出现有加载设备吨位上限的模型试验，可借助本装置运用杠杆原理放大试验荷载。通过调整支座12、加载试件13、加载设备14这三者在分配梁1上的相对位置：将加载试件13布置在支座12和加载设备14之间，并根据试验需求适当增大加载设备14到支座12的力臂长度，以此实现荷载的放大，如附图1所示。与重新购买大吨位加载设备相比，可降低试验成本。
针对试件刚度较小导致的加载设备行程过大，借助本装置以间接加载的方式，运用杠杆原理来减小加载设备行程。通过调整支座12、加载试件13、加载设备14这三者在分配梁1上的相对位置：将加载设备14布置在支座12和加载试件13之间，并根据试验需求适当缩小加载设备14到支座12的力臂长度，以此实现加载设备14行程的减小，如附图2所示。
针对某些情况下，需要对试验模型施加特定方向的荷载（如拉力），而加载设备只能提供反向的荷载（如压力）时，可借助本装置对荷载方向进行转换。通过调整支座12、加载试件13、加载设备14这三者在分配梁1上的相对位置：将加载设备14和加载试件13布置在支座12的两端，以此实现拉压荷载的转换，如附图3所示。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种可调力臂的试验加载传力装置，连接在支座（12）、加载试件（13）、加载设备（14）上，其特征在于：该装置包括分配梁（1）、定位销（4）以及连接装置（2），所述分配梁（1）沿长度方向设有多排销孔（11），连接装置（2）包括套管（7）、加劲板（8）以及连接板（9），所述套管（7）为内径与销孔（11）直径相等的钢管，加劲板（8）的一端与套管（7）外表面焊接，加劲板（8）的另一端与连接板（9）焊接，连接板（9）上开设有螺栓孔（10），所述的连接装置（2）的套管（7）与分配梁（1）销孔（11）对齐后通过定位销（4）固定，连接装置（2）的连接板通过高强螺栓分别与支座（12）、加载试件（13）、加载设备（14）连接，所述的分配梁（1）由两块相互平行的竖置厚钢板（5）焊接在两块相互平行的水平钢板（6）上构成，竖置厚钢板（5）上设有多排销孔（11），所述的定位销（4）为与销孔（11）相匹配的圆柱形钢棒，定位销（4）两端设有有外螺纹，外螺纹上设有螺母（3），所述定位销（4）的直径比销孔（11）的直径小0.25mm~0.5mm，定位销（4）的长度比分配梁（1）宽度大10~15cm，所述的套管（7）的厚度不小于0.5倍的竖置厚钢板（5）的厚度，所述的竖置厚钢板（5）的上、下部均开有相互对称的销孔（11），销孔（11）的直径不小于竖置厚钢板（5）的厚度，所述的销孔（11）与竖置厚钢板（5）边缘的距离不小于1.5倍销孔（11）的直径，销孔（11）之间的距离不小于1.5倍销孔（11）的直径。
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