CN113340741A

CN113340741A - 一种试验平台及试验方法

Info

Publication number: CN113340741A
Application number: CN202110626897.9A
Authority: CN
Inventors: 齐修潮; 姜昆华; 李连飞
Original assignee: Shandong Fangyuan Building Materials Co ltd
Current assignee: Shandong Fangyuan Building Materials Co ltd
Priority date: 2021-06-04
Filing date: 2021-06-04
Publication date: 2021-09-03

Abstract

本发明公开了一种试验平台及试验方法，包括相对设置的上梁和下梁，上梁和下梁之间连接立柱；上梁和下梁二者之一固设支撑机构，二者之另一固设推动机构，支撑机构对工件进行夹持支撑，推动机构给工件以推动力进行力学试验；支撑机构设置多个，每一支撑机构在水平方向均可移动以调节位置，通过调节支撑机构的数量及位置可实现多种型式梁的力学实验。

Description

一种试验平台及试验方法

技术领域

本发明属于力学试验技术领域，具体涉及一种试验平台及试验方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，现有压力试验机(平台)均为集中载荷加载，集中载荷加载的方式，无法进行均布载荷加载下的工件进行力学试验。且传统的试验机均仅能进行力学模型为简支梁的试验，无法进行两跨连续梁的试验，也无法进行三垮连续梁的试验，无法满足多种受力形式或多种力学简化模型工件的力学试验要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种试验平台及试验方法，该试验平台可通过调节其支撑机构的数量及位置可实现多种型式工件的力学实验。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种试验平台，包括相对设置的上梁和下梁，上梁和下梁之间连接立柱；上梁和下梁二者之一固设支撑机构，二者之另一固设推动机构，支撑机构对工件进行夹持支撑，推动机构给工件以推动力进行力学试验；支撑机构设置多个，每一支撑机构在水平方向均可移动以调节位置，通过调节支撑机构的数量及位置可实现多种型式工件的力学实验。

作为进一步的技术方案，所述支撑机构包括可水平移动的主支撑，主支撑一端与副支撑固定连接，主支撑另一端固设指针，上梁或下梁设置标尺。

作为进一步的技术方案，所述副支撑包括顶板，顶板底部设置两相对的侧板，侧板之间连接支撑轴，形成U形结构以将工件夹持。

作为进一步的技术方案，两所述侧板之间的距离与工件的宽度相对应。

作为进一步的技术方案，所述下梁顶部设置辅助支撑以对工件进行临时支撑。

作为进一步的技术方案，所述推动机构设置多个，多个推动机构均布排列设置，通过选择单个或全部推动机构推动工件以进行集中载荷或均布载荷的加载试验。

作为进一步的技术方案，所述推动机构为液压缸，多个液压缸并联且与液压汇流排连接，液压汇流排与液压站连接，液压汇流排设置液压传感器，液压传感器与控制系统连接。

作为进一步的技术方案，所述支撑机构对应于工件上部还设置位移传感器，位移传感器与控制系统连接；所述上梁或下梁设有刻度标尺以指示推动机构的位置。

作为进一步的技术方案，还包括安全防护门，安全防护门竖向设置于支撑机构、推动机构前侧，安全防护门两端均与导轨连接，导轨顶端设置执行器，执行器带动安全防护门沿导轨上下移动。

第二方面，本发明实施例还提供了一种如上所述的试验平台的试验方法，包括以下步骤：

根据工件尺寸调整支撑机构的位置，将工件进行夹持支撑；

根据载荷形式、大小或工件变形量，使推动机构对工件进行压力加载，采集加载力与工件形变量；

当推动机构达到设定载荷值或者变形量时，不再推动，进行保压，形成变形量-加载力曲线；

卸载，取下工件，试验完成。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明的试验平台，通过支撑机构对工件进行夹持支撑，由推动机构给工件提供推动力进行力学试验，其支撑机构可设置多个并调节位置，由此即可通过调节支撑机构的数量及位置可实现多种型式梁的力学实验，可进行细长杆件/梁各种力学模型下的压力加载试验，弥补了市场上试验设备的缺陷。

本发明的试验平台，设置多个均布排列的推动机构，通过选择单个或全部推动机构推动工件以进行集中载荷或均布载荷的加载试验，可方便进行集中荷载或均布荷载等多种荷载形式下的加载试验。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的试验平台示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中B-B局部剖视图；

图4是副支撑示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，101-上梁、102-下梁、103-立柱、104-主支撑、105-副支撑、 105.1-顶板、105.2-支撑轴、105.3-侧板、106-辅助支撑、107-指针、 108-标尺、201-液压缸、202-液压管路、203-液压站、204-液压汇流排、205-刻度标尺、401-位移传感器、402-液压传感器、501-安全防护门、502-轨道、503-执行器、601-工件。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种试验平台，该试验平台结构组成分为：承力结构系统、力加载系统、电气控制系统、安全防护系统等。

其中，承力结构系统由：上梁101、下梁102、立柱103、主支撑104、副支撑105、辅助支撑106组成；上梁101和下梁102相对设置，上梁101和下梁102之间连接立柱103，具体的，试验平台的上梁101与立柱103一端通过螺栓连接，立柱103另一端与下梁102 连接形成整体框架结构。

主支撑104、副支撑105构成支撑机构，对工件进行夹持支撑。支撑机构可设置多个，每一支撑机构在水平方向均可移动以调节位置，通过调节多个支撑机构的数量及位置，可适应性的进行多种型式梁力学实验。

主支撑104吊挂在上梁101底部，并可以沿着上梁101长度方向 (也即水平方向)自由运动，其运动控制包括但不限于减速电机控制的齿轮和齿条、减速电机控制滚珠丝杠和丝母、减速电机控制的链轮和链条、也可以是人工手动调节。

主支撑104上带有指针107，上梁设置带有刻度的标尺108，通过指针107在标尺108的位置指示主支撑104所在的位置。

主支撑为块状结构，主支撑104底部安装有副支撑105，副支撑 105为支撑工件601的支点，副支撑105随着主支撑104一起移动。

副支撑105的结构形式为U型开口型，开口的宽度与工件601 的宽度相对应，不同的工件601宽度对应不同开口宽度尺寸的副支撑 105，副支撑105对工件表面的支撑为直线支撑。

副支撑105由顶板105.1、支撑轴105.2、侧板105.3组成，顶板底部设置两相对的侧板，侧板之间连接支撑轴，共同组成开口U型支撑结构。副支撑的两侧板将工件601夹持住。

下梁顶部设置辅助支撑，辅助支撑可临时支撑于工件底部，辅助支撑106在液压油缸201与副支撑105就位前对工件601起暂时支撑作用，当液压缸201与副支撑105夹紧工件后，辅助支撑106则与工件601脱离接触。

下梁102装有刻度标尺205，用以方便指示液压缸201的位置。

其中，力加载系统由：液压缸201(即推动机构)、液压管路202、液压泵站203组成；液压缸201设置多个，多个液压缸并联，进油、回油分别通过液压管路202统一连接到相应的液压汇流排204上，液压汇流排204通过液压管路与液压站203连接，液压汇流排204上设置有液压传感器402，液压传感器402把压力信号转换为电信号，并把信号发送给控制系统。

本实施例中，多个液压缸201底部固定于下梁，液压缸对应设置于副支撑下方，多个液压缸顶部由伸缩杆推动工件进行压力试验。

多个液压缸均布设置，通过选择单个或全部液压缸推动工件以进行集中载荷或均布载荷的加载试验。

支撑机构对应于工件上部设置有位移传感器401，位移传感器 401可以单不限于以下方式：可以为接触式位移传感器，也可以是非接触式位移传感器，位移传感器401把测量的位移电信号，传递给控制系统。

电气控制系统由：下位机控制器(包括PLC、单片机等)、上位机(工控机、HMI、PC及软件等)、液压传感器402、位移传感器 401等组成；配合力加载系统用以实现机械动作的控制、信号的采集和监控。

其中，安全防护系统由：安全防护门501、导轨502、执行器503 组成；承力结构系统前面安装安全防护系统。安全防护门竖向设置，将承力结构系统保护于其内，安全防护门501两端均与导轨502连接，其可沿导轨上下移动，导轨顶端设置执行器503，通过执行器控制安全防护门的移动。执行器可以采用减速电机。

安全防护门501的开关方式包括但不限于通过导轨502端部的执行器503控制安全防护门在导轨内的上下滑动，安全防护系统也可以推动安全防护门的任一个端面转动来实现门的开启和关闭。

由上述方案，对工件的加载方式是支撑点(主支撑104加副支撑 105)在工件601上部，加载液压缸201在工件601下部；当然，在其他一些实施例中，也可以是支撑点(主支撑104加副支撑105)在工件601下部，加载液压缸201在工件601上部，形成顶部向下加载的方式，在装置结构上来说可将加载和支撑的结构位置进行互换。

本发明试验平台的具体使用方法为：

对均布载荷作用下的简支梁力学模型进行力学实验时，将上述试验平台组装调试完成后进行以下步骤：

1、打开安全防护门501，开启控制系统；

2、将所有液压缸201的活塞杆全部收缩到最短；

3、辅助支撑106放置到下梁102上表面相应位置上；

4、现将待测工件601放置到辅助支撑106上；

5、根据工件601的大小尺寸调整主支撑104的位置到简支梁相应的支撑跨距距离，主支撑104调整时连带副支撑105同时动作，副支撑105端部为开口U型结构，调整跨距时副支撑105正好卡在工件601上，跨距距离可从上梁101上的刻度尺108数值的差值得到；

6、关闭安全防护门501，控制系统选择设定均布载荷大小或工件变形量，设定完成后，点击开始按钮，液压系统按照设定曲线开始压力加载，液压缸201伸出对工件601进行力的加载，同时采集加载力与工件形变量的数值并记录；

7、当液压缸201动作达到系统设定的均布载荷值或者设定的变形量时，液压缸201动作停止，并保压，同时控制系统绘制完成变形量-加载力曲线和相关力学参数的计算；

8、点击控制系统“卸载”按钮后，液压控制系统卸载，液压缸 201收缩，收缩完成后，打开安全门，人工取下工件601并生成力学性能报告。自此，工件试验完成。

同理，可使用本发明的试验平台进行集中载荷作用下的简支梁力学模型工件试验、均布载荷作用下的两跨连续梁力学模型工件试验、集中载荷作用下的两跨连续梁力学模型工件试验、均布载荷作用下的三跨连续梁力学模型工件试验、集中载荷作用下的三跨连续梁力学模型工件试验；这几种试验的的方式基本相同，区别是简支梁、两跨连续梁、三垮连续梁所使用的主支撑104(连带副支撑105)的支点数量做出相应调整，集中载荷与均布载荷加载做出相应调整。

本发明的试验平台可进行以下多种加载试验：

1、在集中载荷或均布载荷或者以上两种载荷同时作用下时，力学模型为简支梁情况下的零部件受力情况试验；

2、在集中载荷或均布载荷或者以上两种载荷同时作用下时，力学模型为两跨连续梁情况下的零部件受力情况试验；

3、在集中载荷或均布载荷或者以上两种载荷同时作用下时，力学模型为三垮连续梁情况下的零部件受力情况试验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种试验平台，其特征是，包括相对设置的上梁和下梁，上梁和下梁之间连接立柱；上梁和下梁二者之一固设支撑机构，二者之另一固设推动机构，支撑机构对工件进行夹持支撑，推动机构给工件以推动力进行力学试验；支撑机构设置多个，每一支撑机构在水平方向均可移动以调节位置，通过调节支撑机构的数量及位置可实现多种型式工件的力学实验。

2.如权利要求1所述的试验平台，其特征是，所述支撑机构包括可水平移动的主支撑，主支撑一端与副支撑固定连接，主支撑另一端固设指针，上梁或下梁设置标尺。

3.如权利要求2所述的试验平台，其特征是，所述副支撑包括顶板，顶板底部设置两相对的侧板，侧板之间连接支撑轴，形成U形结构以将工件夹持。

4.如权利要求3所述的试验平台，其特征是，两所述侧板之间的距离与工件的宽度相对应。

5.如权利要求1所述的试验平台，其特征是，所述下梁顶部设置辅助支撑以对工件进行临时支撑。

6.如权利要求1所述的试验平台，其特征是，所述推动机构设置多个，多个推动机构均布排列设置，通过选择单个或全部推动机构推动工件以进行集中载荷或均布载荷的加载试验。

7.如权利要求1或6所述的试验平台，其特征是，所述推动机构为液压缸，多个液压缸并联且与液压汇流排连接，液压汇流排与液压站连接，液压汇流排设置液压传感器，液压传感器与控制系统连接。

8.如权利要求1所述的试验平台，其特征是，所述支撑机构对应于工件上部还设置位移传感器，位移传感器与控制系统连接；所述上梁或下梁设有刻度标尺以指示推动机构的位置。

9.如权利要求1所述的试验平台，其特征是，还包括安全防护门，安全防护门竖向设置于支撑机构、推动机构前侧，安全防护门两端均与导轨连接，导轨顶端设置执行器，执行器带动安全防护门沿导轨上下移动。

10.如权利要求1-9任一项所述的试验平台的试验方法，其特征是，包括以下步骤：

根据工件尺寸调整支撑机构的位置，将工件进行夹持支撑；

卸载，取下工件，试验完成。