CN108613762A - 一种用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测定钢板‑橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，包括拉力试验机、上加载框、电阻应变片Ⅰ、电阻应变片Ⅱ、下加载框、电阻应变片Ⅲ和电阻应变片Ⅳ。本发明装置能测出钢板‑橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓轴力、扭矩与应变之间的对应关系，并用于指导耗能器组装生产。克服基于经验的传统工艺之不足，使耗能器实际性能与设计值更为吻合。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，属于土木工程减震技术领域。
背景技术
钢板-橡胶叠层摩擦耗能器具有抗震耗能能力强、造价低的显著优点，具有较好的推广应用前景。但当前钢板-橡胶叠层摩擦耗能器组装工艺中，螺栓预紧扭矩（预紧轴力）施加主要根据经验进行，由此导致产品最大水平阻尼力F与设计值差异较大（超过国家标准要求的±15%），有必要对钢板-橡胶叠层摩擦耗能器螺栓预紧扭矩、轴力和应变对应关系进行测定。
发明内容
本发明提供了一种静态用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，以用于通过本装置对钢板-橡胶叠层摩擦耗能器螺栓预紧扭矩、轴力和应变对应关系进行测定。
本发明的技术方案是：一种用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，包括拉力试验机、上加载框3、电阻应变片Ⅰ9、电阻应变片Ⅱ10、下加载框13、电阻应变片Ⅲ16和电阻应变片Ⅳ17；
所述上加载框3、下加载框13采用与钢板-橡胶叠层摩擦耗能器相同的钢板，两者结构相同且两者对称布置；上加载框3顶部的夹持杆Ⅰ1固定于拉力试验机的上夹头2，下加载框13底部的夹持杆Ⅱ15固定于拉力试验机的下夹头14；上加载框3的底部钢板6上开有孔Ⅰ7，下加载框13的顶部钢板11上开有孔Ⅱ12，螺栓8的螺杆依次穿过孔Ⅱ12、孔Ⅰ7后装上垫片5、扭上螺帽4，螺杆的中间一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅰ9和电阻应变片Ⅱ10，并在对称的另一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅲ16和电阻应变片Ⅳ17，两侧纵向贴上的电阻应变片串联、横向贴上的电阻应变片串联，按半桥方式接入静态应变测试仪。
将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19连通电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ20、电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅰ18连通电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅴ22、电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ21连通电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅷ25；将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19、电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅵ23、电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅶ24分别接电线在静态应变测试仪A、B、C接口处。
通过用数显扭矩扳手在螺帽4上分级施加扭矩，从拉力试验机上读出与预紧轴力值相等的拉力值，静态应变测试仪上读出应变值，得出螺栓预紧扭矩-应变、预紧轴力-应变对应关系。
本发明的有益效果是：通过该装置能测出钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓轴力、扭矩与应变之间的对应关系，并用于指导耗能器组装生产。克服基于经验的传统工艺之不足，使耗能器实际性能与设计值更为吻合。
附图说明
图1是钢板-橡胶叠层摩擦耗能器示意图；
图2是本发明试验装置正视图；
图3是本发明试验装置左视图；
图4是图2的1-1剖面图；
图5是图2的2-2剖面图；
图6是本发明的电阻应变片电路连接图；
图7是本发明的电阻应变片电路连接图；
图中各标号：1-夹持杆Ⅰ，2-上夹头，3-上加载框，4-螺帽，5-垫片，6-底部钢板，7-孔Ⅰ，8-螺栓，9-电阻应变片Ⅰ，10-电阻应变片Ⅱ，11-顶部钢板，12-孔Ⅱ，13-下加载框，14-下夹头，15-夹持杆Ⅱ，16-电阻应变片Ⅲ，17-电阻应变片Ⅳ，18-端子焊接头Ⅰ，19-端子焊接头Ⅱ，20-端子焊接头Ⅲ，21-端子焊接头Ⅳ，22-端子焊接头Ⅴ，23-端子焊接头Ⅵ，24-端子焊接头Ⅶ，25-端子焊接头Ⅷ。
具体实施方式
实施例1：如图1-图7所示，一种用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，包括拉力试验机、上加载框3、电阻应变片Ⅰ9、电阻应变片Ⅱ10、下加载框13、电阻应变片Ⅲ16和电阻应变片Ⅳ17；
所述上加载框3、下加载框13采用与钢板-橡胶叠层摩擦耗能器相同的钢板，两者结构相同且两者对称布置；上加载框3顶部的夹持杆Ⅰ1固定于拉力试验机的上夹头2，下加载框13底部的夹持杆Ⅱ15固定于拉力试验机的下夹头14；上加载框3的底部钢板6上开有孔Ⅰ7，下加载框13的顶部钢板11上开有孔Ⅱ12，螺栓8的螺杆依次穿过孔Ⅱ12、孔Ⅰ7后装上垫片5、扭上螺帽4（开孔直径大于测试螺栓直径），螺杆的中间一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅰ9和电阻应变片Ⅱ10，并在对称的另一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅲ16和电阻应变片Ⅳ17，两侧纵向贴上的电阻应变片串联、横向贴上的电阻应变片串联，按半桥方式接入静态应变测试仪惠斯登电桥。
进一步地，可以设置将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19连通电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ20、电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅰ18连通电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅴ22、电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ21连通电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅷ25；将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19、电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅵ23、电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅶ24分别接电线在静态应变测试仪A、B、C接口处。
进一步地，可以设置通过用数显扭矩扳手在螺帽4上分级施加扭矩，从拉力试验机上读出与预紧轴力值相等的拉力值，静态应变测试仪上读出应变值，得出螺栓预紧扭矩-应变、预紧轴力-应变对应关系。
本发明的工作过程是：
1.装置的上加载框夹持杆Ⅰ1固定于拉力试验机上夹头2，下加载框夹持杆Ⅱ15固定于拉力试验机下夹头14。在装置上加载框底部钢板开有孔Ⅰ7、下加载框顶部钢板开有孔Ⅱ12，开孔直径大于测试螺栓直径。上加载框3和下加载框13使用与钢板-橡胶叠层摩擦耗能器相同钢板（材料、强度、厚度和摩擦系数均相同，钢板-橡胶叠层摩擦耗能器如图1所示）。使用拉力试验机调整上加载框与下加载框距离，螺杆依次穿过下加载框顶板开孔Ⅱ12和上部加载框顶板开孔Ⅰ7，装上垫片5、扭紧螺帽4。在螺杆中间一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅰ9和电阻应变片Ⅱ10，并在对称的另一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅲ16和电阻应变片Ⅳ17，如图2和图3所示。
2.四个电阻应变片连接方式是将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19连通电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ20、电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅰ18连通电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅴ22、电阻应变片Ⅱ10的端子焊接点Ⅲ21连通电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅷ25；将电阻应变片Ⅰ9的端子焊接点Ⅱ19、电阻应变片Ⅲ16的端子焊接点Ⅵ23、电阻应变片Ⅳ17的端子焊接点Ⅶ24分别接电线在静态应变测试仪A、B、C接口处（如图6所示）。
3.用数显扭矩扳手在螺帽4上分级施加扭矩，从拉力试验机上读出预紧轴力值，静态应变测试仪上读出应变值。通过测读各加载等级下对应的试验机拉力值、预紧扭矩值、应变值，得出单个螺栓预紧扭矩-应变、预紧轴力-应变对应关系，用于指导钢板-橡胶叠层摩擦耗能器组装生产。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，其特征在于：包括拉力试验机、上加载框（3）、电阻应变片Ⅰ（9）、电阻应变片Ⅱ（10）、下加载框（13）、电阻应变片Ⅲ（16）和电阻应变片Ⅳ（17）；
所述上加载框（3）、下加载框（13）采用与钢板-橡胶叠层摩擦耗能器相同的钢板，两者结构相同且两者对称布置；上加载框（3）顶部的夹持杆Ⅰ（1）固定于拉力试验机的上夹头（2），下加载框（13）底部的夹持杆Ⅱ（15）固定于拉力试验机的下夹头（14）；上加载框（3）的底部钢板（6）上开有孔Ⅰ（7），下加载框（13）的顶部钢板（11）上开有孔Ⅱ（12），螺栓（8）的螺杆依次穿过孔Ⅱ（12）、孔Ⅰ（7）后装上垫片（5）、扭上螺帽（4），螺杆的中间一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅰ（9）和电阻应变片Ⅱ（10），并在对称的另一侧采用一纵一横方式贴上电阻应变片Ⅲ（16）和电阻应变片Ⅳ（17），两侧纵向贴上的电阻应变片串联、横向贴上的电阻应变片串联，按半桥方式接入静态应变测试仪。
2.根据权利要求1所述的用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，其特征在于：将电阻应变片Ⅰ（9）的端子焊接点Ⅱ（19）连通电阻应变片Ⅱ（10）的端子焊接点Ⅲ（20）、电阻应变片Ⅰ（9）的端子焊接点Ⅰ（18）连通电阻应变片Ⅲ（16）的端子焊接点Ⅴ（22）、电阻应变片Ⅱ（10）的端子焊接点Ⅲ（21）连通电阻应变片Ⅳ（17）的端子焊接点Ⅷ（25）；将电阻应变片Ⅰ（9）的端子焊接点Ⅱ（19）、电阻应变片Ⅲ（16）的端子焊接点Ⅵ（23）、电阻应变片Ⅳ（17）的端子焊接点Ⅶ（24）分别接电线在静态应变测试仪A、B、C接口处。
3.根据权利要求1所述的用于测定钢板-橡胶叠层摩擦耗能器所用螺栓预紧扭矩、预紧轴力与应变关系的装置，其特征在于：通过用数显扭矩扳手在螺帽（4）上分级施加扭矩，从拉力试验机上读出与预紧轴力值相等的拉力值，静态应变测试仪上读出应变值，得出螺栓预紧扭矩-应变、预紧轴力-应变对应关系。
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