CN112082865B - 一种用于斜撑屈曲试验的新型装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于斜撑屈曲试验的新型装置，包括方箱、限位滑动轨道、滑动轨道滚轴、半圆形滑块、铰接结构A、铰接结构B、加载用夹具、铰接滚轴、横梁、斜撑试件、连接螺栓、紧固螺栓；所述斜撑试件的一端固定在方箱上，另一端与横梁相连接，所述横梁为一个强度高的工字梁，横梁上端连接有加载用夹具，横梁的左端连接半圆形滑块，横梁的右端连接铰接结构B，所述半圆形滑块与限位滑动轨道构成限位滑动装置，所述铰接结构B与铰接结构A组成铰接装置，铰接结构A通过紧固螺栓固定在右侧方箱上；本发明通过轨道保证斜撑只承受研究平面内的载荷，同时适用于单轴加载设备。本发明结构简单，通过更换安装孔位以适用于不同尺寸斜撑试件。

Description

一种用于斜撑屈曲试验的新型装置
技术领域
本发明涉及一种试验装置，尤其涉及一种用于斜撑屈曲试验的新型装置，属于斜撑结构屈曲强度试验领域。
背景技术
斜撑结构是船舶和海洋平台中常见的结构，其往往连接两个相互垂直的构件，斜向放置，在连接处通常存在圆弧过渡及趾端以降低应力集中。其主要功能是为整体结构提供支撑，提高船体或平台强度。在真实的海洋环境中，斜撑需要承受较大的压缩载荷作用，其是否具有足够的屈曲强度是船体结构在设计时需要重点考察的指标。
在作业中斜撑结构受船体或海洋平台整体的结构变形影响，边界的位移及受力条件较为复杂，即同时存在来自于连接结构提供的位移限制和压缩载荷。这就给屈曲强度试验模拟造成了困难，无法通过单一自由度的加载设备进行试验。因此在进行屈曲强度相关试验时，有必要通过特殊试验装置限制斜撑试件多余的自由度，使其按照特定方式变形及破坏。
发明内容
本发明的目的是为了斜撑结构屈曲试验时的边界条件以及加载条件而提供一种用于斜撑屈曲试验的新型装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种用于斜撑屈曲试验的新型装置，包括方箱、限位滑动轨道、滑动轨道滚轴、半圆形滑块、铰接结构A、铰接结构B、加载用夹具、铰接滚轴、横梁、斜撑试件、连接螺栓、紧固螺栓；所述斜撑试件的一端固定在方箱上，另一端与横梁相连接，所述横梁为一个强度高的工字梁，横梁上端连接有加载用夹具，横梁的左端连接半圆形滑块，横梁的右端连接铰接结构B，所述半圆形滑块与限位滑动轨道构成限位滑动装置，所述铰接结构B与铰接结构A 组成铰接装置，铰接结构A通过紧固螺栓固定在右侧方箱上
本发明还包括这样一些特征：
1.所述斜撑试件通过紧固螺栓与方箱连接，通过连接螺栓与横梁连接且通过更换安装孔位以适用于不同尺寸斜撑试件；
2.所述铰接结构B通过焊接方式与横梁连接；
3.所述铰接结构A与铰接结构B通过铰接滚轴连接，保证限制其相对滑动的同时，允许其相对转动；
4.所述限位滑动轨道通过开槽方式安装有滑动轨道滚轴；
5.所述半圆形滑块左端位于限位滑动轨道中，滑块表面与滑动轨道滚轴接触；
6.所述限位滑动轨道的右边界形状为圆弧形，圆弧的半径为横梁、半圆形滑块与铰接结构B所组成装置的长度；
7.所述加载用夹具与作动装置连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明试件的加载边由横梁体提供模拟实际工作状态的压缩及弯曲，并且通过轨道保证斜撑只承受研究平面内的载荷，同时适用于单轴加载设备。本发明结构简单，通过更换安装孔位以适用于不同尺寸斜撑试件。
附图说明
图1是斜撑结构屈曲强度试验装置主视图；
图2是斜撑结构屈曲强度试验装置中限位滑动轨道及滑块三视图；
图3是斜撑结构屈曲强度试验装置中横梁及铰接结构A主视图及俯视图；
图4是斜撑结构屈曲强度试验装置中加载用夹具三视图；
图5是斜撑结构屈曲强度试验装置中铰接结构B三视图；
图6是斜撑结构屈曲强度试验装置中试件示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明斜撑结构屈曲强度试验时，提供边界条件与载荷施加条件，使其达到目标破坏形式，并适用于单轴加载装置进行试验。本发明的目的是实现斜撑结构屈曲试验时的边界条件以及加载条件。其特征是试件的固定边由方箱提供刚性固定的边界条件；试件的加载边由横梁体提供模拟实际工作状态的压缩及弯曲，并且通过轨道保证斜撑只承受研究平面内的载荷，同时适用于单轴加载设备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
提出一种用于斜撑屈曲试验的新型装置。所述斜撑为船舶或海洋平台中两个相互垂直构建中的斜向支撑结构，通常连接部位存在圆弧过渡与趾端。斜撑试件的一端固定在方箱上，该方箱自重较大且采用一定的手段固定在地面，可以认为是不动的。斜撑的另一端通过连接螺栓与横梁相连接。所述横梁为一个强度较高的工字梁，横梁上端连接有加载用夹具用于与作动装置连接。横梁的左端连接半圆形滑块，横梁的右端为铰接结构B。所述半圆形滑块与限位滑动轨道构成限位滑动装置。所述铰接结构B与铰接结构A组成铰接装置。铰接结构A 通过紧固螺栓固定在右侧方箱上。
装置结构包括：方箱1、限位滑动轨道2、滑动轨道滚轴3、半圆形滑块4、铰接结构A5、铰接结构B 6、加载用夹具7、铰接滚轴8、横梁9、斜撑试件10、连接螺栓11、紧固螺栓 12组成。
所述斜撑试件10通过紧固螺栓12与方箱连接，通过连接螺栓11与横梁9连接且可以通过更换安装孔位以适用。于不同尺寸斜撑试件
所述铰接结构B通过焊接方式与横梁连接。
所述铰接结构A 5与铰接结构B 6通过铰接滚轴8连接，保证限制其相对滑动的同时，允许其相对转动。
所述加载用夹具7与横梁9通过连接螺栓11连接。
所述限位滑动轨道2通过开槽方式安装有滑动轨道滚轴3，以减小摩擦。
所述半圆形滑块4左端位于限位滑动轨道2中，滑块表面与滑动轨道滚轴接触。
所述限位滑动轨道2的右边界形状为圆弧形，圆弧的半径为横梁9、半圆形滑块4与铰接结构B所组成装置的长度，以保证滑块在滑动时与轨道的接触面积足够大且恒定。
本发明主要用途为在斜撑结构屈曲强度试验时，提供边界条件与载荷施加条件，使其达到目标破坏形式，并适用于单轴加载装置进行试验。下面对本发明的实施方式进行进一步的描述：
试验前，首先测量试件尺寸，选择合适安装孔位。将铰接结构通过紧固螺栓固定在方箱上；将横梁通过铰接滚轴连接到铰接结构A，并涂抹润滑油，保证其转动顺滑；将限位滑动轨道安装在右方箱上，并保证滑道中心对准横梁中心；将半圆形滑块置于限位滑动轨道中，涂抹润滑油保证其滑动顺畅，并将另一端通过连接螺栓连接至横梁；在横梁上端通过连接螺栓安装加载用夹具，并于作动装置相连接，测试横梁可动性，至此工装部分安装完毕。取斜撑试件，将试件下端通过紧固螺栓连接至右方箱，试件上端通过连接螺栓安装至横梁下端部位置。在斜撑试件结构较强时，应尽量保证加载用夹具与斜撑试件加载点的水平位置相同，以免横梁发生过渡弯曲变形。对于不同尺寸的斜撑试件，可以通过改变安装孔位进行安装以适应试验装置。
试验中，采用位移控制的方式对作动设备进行控制，测量作用力及位移，以用于计算斜撑试件屈曲强度。在加载过程中作动装置依次通过加载用夹具、横梁传递到试件，并通过横梁的转动保证试件受力符合实际情况。限位滑动装置的存在可以杜绝横梁的扭转及侧倾，保证了试验装置的稳定性及加载的正确性。
综上所述：本发明专利名称为一种新型的斜撑结构屈曲强度试验装置。包括：方箱1、限位滑动轨道2、滑动轨道滚轴3、半圆形滑块4、铰接结构A 5、铰接结构B 6、加载用夹具7、铰接滚轴8、横梁9、斜撑试件10、连接螺栓11、紧固螺栓12组成。斜撑试件的一端固定在方箱上。斜撑的另一端通过连接螺栓与横梁相连接，横梁上端连接有加载用夹具用于与作动装置连接。横梁的左端连接半圆形滑块，横梁的右端为铰接结构B。所述半圆形滑块与限位滑动轨道构成限位滑动装置。所述铰接结构B与铰接结构A组成铰接装置。试件的加载边由横梁体提供模拟实际工作状态的压缩及弯曲，并且通过轨道保证斜撑只承受研究平面内的载荷，同时适用于单轴加载设备。本发明结构简单，通过更换安装孔位以适用于不同尺寸斜撑试件。

Claims (8)

1.一种用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，包括方箱、限位滑动轨道、滑动轨道滚轴、半圆形滑块、铰接结构A、铰接结构B、加载用夹具、铰接滚轴、横梁、斜撑试件、连接螺栓、紧固螺栓；所述斜撑试件的一端固定在方箱上，另一端与横梁相连接，所述横梁为一个强度高的工字梁，横梁上端连接有加载用夹具，横梁的左端连接半圆形滑块，横梁的右端连接铰接结构B，所述半圆形滑块与限位滑动轨道构成限位滑动装置，所述铰接结构B与铰接结构A组成铰接装置，铰接结构A通过紧固螺栓固定在右侧方箱上，通过作动装置连接加载用夹具从而通过横梁体实现斜撑屈曲加载测试。
2.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述斜撑试件通过紧固螺栓与方箱连接，通过连接螺栓与横梁连接且通过更换安装孔位以适用于不同尺寸斜撑试件。
3.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述铰接结构B通过焊接方式与横梁连接。
4.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述铰接结构A与铰接结构B通过铰接滚轴连接，保证限制其相对滑动的同时，允许其相对转动。
5.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述限位滑动轨道通过开槽方式安装有滑动轨道滚轴。
6.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述半圆形滑块左端位于限位滑动轨道中，滑块表面与滑动轨道滚轴接触。
7.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述限位滑动轨道的右边界形状为圆弧形，圆弧的半径为横梁、半圆形滑块与铰接结构B所组成装置的长度。
8.根据权利要求1所述的用于斜撑屈曲试验的新型装置，其特征是，所述加载用夹具与作动装置连接。
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