CN111766154B - 一种曲板直边约束加载装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种曲板直边约束加载装置，所述装置包括半三角形组件100、移动装置200、加载组件300、防护组件400，其中：所述半三角形组件100包括两个半三角形件101、转动双耳102、滚动轴承盖103、滚动轴承104、环向均载器单耳105、关节轴承106、关节轴承盖107、顶轴109、上接头110、固定耳片111；两个半三角形件101左右对称设置，两个半三角形件101的下端均与转动双耳102连接；转动双耳102的双耳孔内均安装了滚动轴承104，并利用滚动轴承盖103固定在孔内；半三角形件101的竖直梁上固定设置有环向均载器单耳105，环向均载器单耳105的中心孔内装有关节轴承106，并用两个关节轴承盖107固定；在半三角形件的顶部固定设置有上接头110，上接头110上的孔为槽形孔。

Description

一种曲板直边约束加载装置
技术领域
本发明涉及力学领域，具体涉及一种曲板直边约束加载装置。
背景技术
如图1所示，曲板在进行充压试验时，直边上需要施加环向载荷以平衡充压载荷，直边的约束也应尽量使曲板维持“圆筒形”，且直边附近不发生局部翘曲。进行其他载荷与充压载荷联合加载时，还不能约束与载荷相对应的位移，如进行拉伸(压缩)与气密联合加载时不能约束曲板沿轴向的位移，剪切与气密联合加载时不能约束曲板沿周向的位移。
进行含有压缩载荷的试验时，在高载阶段，曲板的两侧直边往往会最先失稳，造成试验件提前破坏，这就需要一种防失稳装置避免这种情况的发生。
发明内容
本发明目的是解决曲板直边支持与加载的问题，使充压时曲板始终保持圆筒形态，直边靠近边缘的区域局部不发生翘曲，且不限制其他载荷产生位移，同时还要防止曲板两侧直边在受压时提前失稳。
本本申请提供一种曲板直边约束加载装置，所述装置包括半三角形组件100、移动装置200、加载组件300、防护组件400，其中：
所述半三角形组件100包括两个半三角形件101、转动双耳102、滚动轴承盖103、滚动轴承104、环向均载器单耳105、关节轴承106、关节轴承盖107、顶轴109、上接头110、固定耳片111；两个半三角形件101左右对称设置，两个半三角形件101的下端均与转动双耳102连接；转动双耳102的双耳孔内均安装了滚动轴承104，并利用滚动轴承盖103固定在孔内；半三角形件101的竖直梁上固定设置有环向均载器单耳105，环向均载器单耳105的中心孔内装有关节轴承106，并用两个关节轴承盖107固定；在半三角形件的顶部固定设置有上接头110，上接头110上的孔为槽形孔；顶轴109穿过在上接头110上端的孔，固定耳片111安装在上接头110的内侧，利用螺母将顶轴109锁紧在固定耳片111上；顶轴109在外的一端与曲板直边上的加载接头相铰接；
所述移动装置200设置在两个半三角形件101连接的下端，所述移动装置200包括锁紧螺母201、衬套202、挡圈203、转轴204、带杆转动双耳205、轴承座210、过渡连接板214、底板215、导轨216、滑块217、过渡梁218；两个半三角形组件100下端的转动双耳102和带杆转动双耳205通过转轴204与其铰接，使二者可以绕转轴204自由转动，并利用锁紧螺母201、衬套202、挡圈203限制其轴向相对位置；带杆转动双耳205的下端是一根轴，带杆转动双耳205的下端插入到轴承座210中；轴承座210的下端与过渡连接板214相连，过渡连接板214又与底板215相连，底板215通过下端设置的滑块217可沿第一方向设置的导轨216直线滑动；导轨216固定在过渡梁218上，过渡梁218通过下端设置的滑块217可沿第二方向设置的导轨216直线滑动，所述第一方向与所述第二方向相互垂直；
所述加载组件300包括液压作动器301、载荷传感器302、转接接头303、双耳接头304；液压作动器301的后端与一个半三角形组件100的环向均载器单耳105相铰接，液压作动器301的前端活塞杆依次与载荷传感器302、转接接头303、双耳接头304相连；双耳接头304与另一个半三角形组件100中的环向均载器单耳105铰接；
防护组件400设置于两个半三角形件101横梁中的卡槽内。
具体的，半三角形件101的上端斜梁的前后两侧安装了两组防失稳螺杆组件108，防失稳螺杆组件108的另一端与曲板直边的加载接头相连。
具体的，带杆转动双耳205的下端是一根轴，带杆转动双耳205的下端依次穿过推力轴承盖206、推力球轴承207、挡圈208、滚子轴承209、滚子轴承209、挡圈208、推力球轴承207、垫圈211、止动垫圈212和圆螺母213，并插入到轴承座210中。
具体的，利用连接轴305、衬套306、螺母307，将双耳接头304与另一个半三角形组件100中的环向均载器单耳105铰接。
具体的，所述防护组件400包括螺母401、碟簧402、垫圈403、长杆404；长杆404的两端分别设置有螺母401、碟簧402和垫圈403。
具体的，两个半三角形件101的下端均通过法兰与转动双耳102连接。
具体的，半三角形件101的竖直梁上利用螺钉固定设置有环向均载器单耳105。
具体的，在半三角形件的顶部通过一组螺栓固定设置有上接头110。
本发明提供了一种曲板直边约束加载装置，该装置既可以约束直边，使充压时曲板始终保持圆筒形态，又能施加环向平衡载荷，不限制拉伸、压缩、剪切、弯曲、端部剪切、气密等载荷单独或联合施加时曲板产生的位移，同时还能够防止曲板两侧直边在受压时提前失稳，需要时可以对曲板地板梁进行加载。
附图说明
图1为曲板充压受力示意图；
图2为本发明整体结构示意图；
图3为半三角形组件100结构图；
图4为半三角形组件100局部结构图；
图5为移动装置200结构图；
图6为加载组件300结构图；
图7为防护组件400结构图；
其中，100-半三角形组件、200-移动装置、300-加载组件、400-防护组件、101-半三角形件、102-转动双耳、103-滚动轴承盖、104-滚动轴承、105-环向均载器单耳、106-关节轴承、107-关节轴承盖、108-防失稳螺杆组件、109-顶轴、110-上接头、111-固定耳片、201-锁紧螺母、202-衬套、203-挡圈、204-转轴、205-带杆转动双耳、206-推力轴承盖、207-推力球轴承、208-挡圈、209-滚子轴承、210-轴承座、211-垫圈、212-止动垫圈、213-圆螺母、214-过渡连接板、215-底板、216-导轨、217-滑块、218-过渡梁、301-液压作动器、302-载荷传感器、303-转接接头、304-双耳接头、305-连接轴、306-衬套、307-螺母、401-螺母、402-碟簧、403-垫圈、404-长杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图7。
技术方案：一种曲板直边约束加载装置，如图1所示，包括半三角形组件100、移动装置200、加载组件300、防护组件400。其中：
所述半三角形组件100包括半三角形件101、转动双耳102、滚动轴承盖103、滚动轴承104、环向均载器单耳105、关节轴承106、关节轴承盖107、防失稳螺杆组件108、顶轴109、上接头110、固定耳片111。
所述移动装置200包括锁紧螺母201、衬套202、挡圈203、转轴204、转动双耳205、推力轴承盖206、推力球轴承207、挡圈208、滚子轴承209、轴承座210、垫圈211、止动垫圈212、圆螺母213、过渡连接板214、底板215、导轨216、滑块217、过渡梁218。
所述加载组件300包括液压作动器301、载荷传感器302、转接接头303、双耳接头304、连接轴305、衬套306、螺母307。
所述防护组件400包括螺母401、碟簧402、垫圈403、长杆404。
如图3所示，所述半三角形组件100包括半三角形件101、转动双耳102通过法兰连接在半三角形件101的下端，两片双耳孔内均安装了滚动轴承104，并利用滚动轴承盖103固定在孔内。环向均载器单耳105利用4个螺钉固定在半三角形件101的竖直梁上，中心孔内装有关节轴承106，并用两个关节轴承盖107固定。在左上端斜梁的前后两侧安装了两组防失稳螺杆组件108，螺杆组件的另一端与曲板直边的加载接头相连，两个二力杆约束了曲板直边加载接头的转动位移，能够防止直边失稳。
如图4所示，上接头110通过一组螺栓固定在半三角形件的顶部，在相配合的位置，上接头110上的孔为槽形孔，可以微调上接头110的位置。顶轴109穿过在上接头上端的孔，固定耳片111安装在上接头110的内侧，利用螺母将顶轴锁紧在固定耳片111上，防止其沿轴向移动。顶轴在外的一端与曲板直边上的加载接头相铰接，用以传递因充压产生的环向载荷，加载接头中往往安装关节轴承以使其具有三个方向的转动自由度。
如图5所示，所述移动装置200包括带杆转动双耳205，两个半三角形组件100下端的转动双耳102和带杆转动双耳205通过转轴204与其铰接，使二者可以绕转轴204自由转动，并利用锁紧螺母201、衬套202、挡圈203限制其轴向相对位置。带杆转动双耳205的下端是一根轴，插入到轴承座210中，轴承座210内部装有一对滚子轴承209，目的是使上方的两个半三角形组件组装后可以整体绕X轴转动，使进行带有剪切载荷工况的曲板试验时，直边上施加的剪切力不会传递到该装置上。为了降低装置重量及气密载荷对转动摩擦力的影响，轴承座内还安装了一对推力球轴承207，利用挡圈208、轴承座210内的挡肩、推力轴承盖206、垫圈211、止动垫圈212、圆螺母213等将两种轴承固定，轴承座210的下端与过渡连接板214相连，过渡连接板214又与底板215相连、底板215固定在滑块217上，滑块217可沿导轨216直线滑动，导轨216固定在过渡梁218上，过渡梁的下端装有两个滑块217，这样该机构可以整体沿y轴滑动，又可以沿x轴滑动，不约束曲板轴向及横向的自由度，不干涉拉伸/压缩、弯曲，端部剪切等载荷产生的位移。
如图6所示，所述加载组件300包括液压作动器301、利用连接轴305、衬套306、螺母307，将液压作动器301的后端与半三角形组件100中的环向均载器单耳105相铰接。前端活塞杆依次与载荷传感器302、转接接头303、双耳接头304相连，同样利用连接轴305、衬套306、螺母307，将最前端的双耳接头304与另一个半三角形组件100中的环向均载器单耳105铰接。充气的同时，液压作动器301施加推力，平衡由充气产生的环向载荷，当曲板因充气产生面外位移时，在液压作动器301的推力能使两个半三角形组件100向外微微张开，防止曲板直边附近局部翘曲，使曲板始终保持圆筒形状。
如图7所示，所述防护组件400包括螺母401、碟簧402、垫圈403都安装在长杆404上，将该组件放置于半三角形件101横梁中的卡槽内，两侧螺母锁紧至预先制定的位置，这样如果液压作动器301失控，碟簧402可以吸收瞬间冲击力，还能防止两个半三角形件张开角度多大，起到保护试件的作用。
综上所述，本发明提供了一种曲板直边约束加载装置，该装置既可以约束直边，使充压时曲板始终保持圆筒形态，又能施加环向平衡载荷，不限制拉伸、压缩、剪切、弯曲、端部剪切、气密等载荷单独或联合施加时曲板产生的位移，同时还能够防止曲板两侧直边在受压时提前失稳，需要时可以对曲板地板梁进行加载。
本发明提供了一种曲板直边约束加载装置，该装置既可以约束直边，使充压时曲板始终保持圆筒形态，又能施加环向平衡载荷，不限制拉伸、压缩、剪切、弯曲、端部剪切、气密等载荷单独或联合施加时曲板产生的位移，同时还能够防止曲板两侧直边在受压时提前失稳，需要时可以对曲板地板梁进行加载。

Claims (7)

1.一种曲板直边约束加载装置，其特征在于，所述加载装置包括半三角形组件（100）、移动装置（200）、加载组件（300）、防护组件（400），其中：
所述半三角形组件（100）包括两个半三角形件（101）、转动双耳（102）、滚动轴承盖（103）、滚动轴承（104）、环向均载器单耳（105）、关节轴承（106）、关节轴承盖（107）、顶轴（109）、上接头（110）、固定耳片（111）；两个半三角形件（101）左右对称设置，两个半三角形件（101）的下端均与转动双耳（102）连接；转动双耳（102）的双耳孔内均安装了滚动轴承（104），并利用滚动轴承盖（103）固定在孔内；半三角形件（101）的竖直梁上固定设置有环向均载器单耳（105），环向均载器单耳（105）的中心孔内装有关节轴承（106），并用两个关节轴承盖（107）固定；在半三角形件的顶部固定设置有上接头（110），上接头（110）上的孔为槽形孔；顶轴（109）穿过在上接头（110）上端的孔，固定耳片（111）安装在上接头（110）的内侧，利用螺母将顶轴（109）锁紧在固定耳片（111）上；顶轴（109）在外的一端与曲板直边上的加载接头相铰接；
所述移动装置（200）设置在两个半三角形件（101）连接的下端，所述移动装置（200）包括锁紧螺母（201）、第一衬套（202）、第一挡圈（203）、转轴（204）、带杆转动双耳（205）、轴承座（210）、过渡连接板（214）、底板（215）、导轨（216）、滑块（217）、过渡梁（218）；两个半三角形组件（100）下端的转动双耳（102）和带杆转动双耳（205）通过转轴（204）与其铰接，使二者可以绕转轴（204）自由转动，并利用锁紧螺母（201）、第一衬套（202）、第一挡圈（203）限制其轴向相对位置；带杆转动双耳（205）的下端是一根轴，带杆转动双耳（205）的下端插入到轴承座（210）中；轴承座（210）的下端与过渡连接板（214）相连，过渡连接板（214）又与底板（215）相连，底板（215）通过下端设置的滑块（217）可沿第一方向设置的导轨（216）直线滑动；导轨（216）固定在过渡梁（218）上，过渡梁（218）通过下端设置的滑块（217）可沿第二方向设置的导轨（216）直线滑动，所述第一方向与所述第二方向相互垂直；
所述加载组件（300）包括液压作动器（301）、载荷传感器（302）、转接接头（303）、双耳接头（304）；液压作动器（301）的后端与一个半三角形组件（100）的环向均载器单耳（105）相铰接，液压作动器（301）的前端活塞杆依次与载荷传感器（302）、转接接头（303）、双耳接头（304）相连；双耳接头（304）与另一个半三角形组件（100）中的环向均载器单耳（105）铰接；
防护组件（400）设置于两个半三角形件（101）横梁中的卡槽内；
半三角形件（101）的上端斜梁的前后两侧安装了两组防失稳螺杆组件（108），防失稳螺杆组件（108）的另一端与曲板直边的加载接头相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，带杆转动双耳（205）的下端是一根轴，带杆转动双耳（205）的下端依次穿过推力轴承盖（206）、推力球轴承（207）、第二挡圈（208）、滚子轴承（209）、滚子轴承（209）、第二挡圈（208）、推力球轴承（207）、第一垫圈（211）、止动垫圈（212）和圆螺母（213），并插入到轴承座（210）中。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，利用连接轴（305）、第二衬套（306）、第一螺母（307），将双耳接头（304）与另一个半三角形组件（100）中的环向均载器单耳（105）铰接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防护组件（400）包括第二螺母（401）、碟簧（402）、第二垫圈（403）、长杆（404）；长杆（404）的两端分别设置有第二螺母（401）、碟簧（402）和第二垫圈（403）。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，两个半三角形件（101）的下端均通过法兰与转动双耳（102）连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，半三角形件（101）的竖直梁上利用螺钉固定设置有环向均载器单耳（105）。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在半三角形件的顶部通过一组螺栓固定设置有上接头（110）。
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