CN114001946B - 充气环结构承载性能综合测试系统 - Google Patents

Abstract

充气环结构承载性能综合测试系统，属于充气环技术领域。解决了目前没有试验装置实现不同尺寸充气环结构的同步的面内、面外的承载性能试验的问题。该测试系统，包括充气环、中心拉伸力加载系统、承载力加持系统及多个支撑平台；所述充气环由多个支撑平台支撑和固定，所述承载力加持系统通过中心拉伸力加载系统对充气环施加承载力以进行进行面内/外承载力测试，并由承载力加持系统内的拉力传感器显示施加的承载力数值。本发明不受充气环尺寸限制；不受充气环形状限制；不受充气环制作材料限制，测试范围更广。

Description

充气环结构承载性能综合测试系统

技术领域

本发明属于充气环技术领域，具体涉及一种充气环结构承载性能综合测试系统。

背景技术

充气环是充气展开结构中一种常用的承力结构，其应用的关键是充气环结构需要具备一定的承载性能，包含面内承载性能及面外承载性能。即充气环在收到面内/面外载荷F作用时，其抵抗变形的能力，充气环变形越小。说明充气环的承载性能越强。试验是评估充气环承载性能的最直接的方法，但是目前还没有实验装置能够实现适用于不同外包络直径、不同截面直径的充气环结构的面内/面外承载性能试验。

发明内容

本发明为了解决目前没有试验装置实现不同尺寸充气环结构的同步的面内、面外的承载性能试验的问题，进而提供一种充气环结构承载性能综合测试系统；

本发明所采取的技术方案是：充气环结构承载性能综合测试系统，包括充气环、中心拉伸力加载系统、承载力加持系统及多个支撑平台；所述充气环由多个支撑平台支撑和固定，所述承载力加持系统通过中心拉伸力加载系统对充气环施加承载力以进行进行面内/外承载力测试，并由承载力加持系统内的拉力传感器显示施加的承载力数值。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明不受充气环尺寸限制，包括包络直径、截面直径；不受充气环形状限制，包括但不限于正多边形、圆形；不受充气环制作材料限制，包络但不限于织物制作的充气环，薄膜制作的充气环，测试范围更广。

2、本发明通过调节绳索位置，可在同一套系统内完成同步面内加载、同步面外加载实验，更加方便。

3、本发明可实时监测加载力的大小，可实时监测变形量，加载力时，配合DIC技术可获得包括但不限于充气环的应力、应变等参数。

附图说明

图1是本发明进行面外承载力测试时结构示意图；

图2是本发明进行面内承载力测试时结构示意图；

图3是本发明支撑平台结构示意图；

图4是本发明支撑平台主视图；

图5是本发明轨道定滑轮结构示意图；

图6是本发明法兰盘与承载力加载拉伸绳索和承载力加持拉伸绳索连接示意图；

其中：1、支撑平台；2、充气环；3、中心拉伸力加载系统；4、承载力加持系统；5、角件；11、压力传感器；12、位移传感器；13、L型限位杆；14、压力传感器托盘；15、内侧定滑轮；16、内侧定滑轮支撑板；17、外侧定滑轮；18、外侧定滑轮支撑板；19、台架；110、台面板；21、充气环承载力加载防护套；22、承载力加载拉伸绳索；31、中心固定底座；32、法兰盘；33、滑动轨道；34、轨道定滑轮；35、吊环螺钉；36、固定底座；37、插槽；38、孔洞；41、承载力加持拉伸绳索；42、加持定滑轮；43、拉力传感器；44、电动卷绳机。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式提供了充气环结构承载性能综合测试系统，包括充气环2、中心拉伸力加载系统3、承载力加持系统4及多个支撑平台1；所述充气环2由多个支撑平台1支撑和固定，所述承载力加持系统4通过中心拉伸力加载系统3对充气环2施加承载力以进行进行面内/外承载力测试，并由承载力加持系统4内的拉力传感器43显示施加的承载力数值。

具体实施方式二：参照图3至图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一作进一步限定，本实施方式中，每个所述支撑平台1均包括台架19、压力传感器11、位移传感器12、L型限位杆13、内侧定滑轮15、内侧定滑轮支撑板16、外侧定滑轮17及外侧定滑轮支撑板18；所述台架19上端设有用于放置充气环2的台面板110，所述压力传感器11设置在台面板110与充气环2之间，保证充气环2分布在每个台架19上的力相同，所述位移传感器12放置在支撑平台1上进行充气环2位移量的测试，充气环2充气后放置在台架19上确定好位置后，台架19上设置L型限位杆13对充气环2进行位置的限制，所述内侧定滑轮15通过内侧定滑轮支撑板16安装在台架19内侧上，所述外侧定滑轮17通过外侧定滑轮支撑板18安装在台架19外侧上。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，L型限位杆13的存在，防止充气环2反方向运动及拉伸导致的高度变化。

外侧定滑轮17的数量可以为两个，两个外侧定滑轮17上下设置。

内侧定滑轮支撑板16和外侧定滑轮支撑板18各通过四个角件5与台架19连接。

具体实施方式三：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，进行面内承载力测试时，L型限位杆13放置在充气环2的外侧，进行面外承载力测试时，L型限位杆13放置在充气环2的内侧。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

本实施方式中，根据待测试充气环2的尺寸不同，可通过增加或减少支撑平台1及各种配件(11～18，21～22)来实现；根据待测试充气环2的截面直径的不同，可通过调节L型限位杆13的高度进行充气环位置的限制。。

具体实施方式四，参照图3至图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三作进一步限定，本实施方式中，所述压力传感器11选用贴片式压力传感器，其贴片位于台面板110与充气环2中间，压力传感器11的引线及传感器显示屏位于压力传感器托盘14中，所述压力传感器托盘14安装在台面板110的下表面上。

具体实施方式五：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述充气环结构承载性能综合测试系统还包括多个充气环承载力加载防护套21，充气环2安装固定好后，与支撑平台1数量一致的所述多个充气环承载力加载防护套21均匀套装在充气环2上，与支撑平台1数量一致的所述多个承载力加载拉伸绳索22一端与对应的充气环承载力加载防护套21连接，另一端绕过内侧定滑轮15或者外侧定滑轮17与中心拉伸力加载系统3连接。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

本实施方式中，充气环2利用充气环承载力加载防护套21进行防护，可有效防止由于承载力过大，导致充气环2变形产生畸变或承载力加载拉伸绳索22产生移动。

具体实施方式六：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式五作进一步限定，本实施方式中，进行面内承载力测试时，承载力加载拉伸绳索22绕过安装在台架19的内侧定滑轮15后与中心拉伸力加载系统3的法兰盘32上的吊环螺钉35进行固定；进行面外承载力测试时，承载力加载拉伸绳索22绕过安装在台架19的外侧定滑轮17后与中心拉伸力加载系统3的法兰盘32上的吊环螺钉35进行固定。其它组成及连接方式与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六作进一步限定，本实施方式中，所述承载力加持系统4包括拉力传感器43、电动卷绳机44及两根承载力加持拉伸绳索41；所述电动卷绳机44通过承载力加持拉伸绳索41与拉力传感器43一端连接，所述拉力传感器43另一端通过另一根承载力加持拉伸绳索41与中心拉伸力加载系统3连接，由电动卷绳机44作为动力通过承载力加持拉伸绳索41给中心拉伸力加载系统3施加拉力。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

本实施方式中，在另一根承载力加持拉伸绳索41由两个安装在系统支架上的加持定滑轮42支撑。

具体实施方式八：参照图1、图2、图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七作进一步限定，本实施方式中，所述中心拉伸力加载系统3包括中心固定底座31、法兰盘32、滑动轨道33、轨道定滑轮34及多个吊环螺钉35；所述中心固定底座31固定在充气环2中心点处的地面上，所述滑动轨道33下端安装在中心固定底座31上，滑动轨道33上端安装有一个底座带孔洞38的轨道定滑轮34，所述法兰盘32滑动套装在滑动轨道33上，在法兰盘32底面安装有一圈吊环螺钉35供承载力加载拉伸绳索22另一端连接固定，且法兰盘32顶面中心处另设一个吊环螺钉35，供另一根承载力加持拉伸绳索41绕过轨道定滑轮34、穿过孔洞38后与吊环螺钉35连接。其它组成及连接方式与具体实施方式七相同。

本实施方式中，承载力加持拉伸绳索41在电动卷绳机44的作用下拉动法兰盘32在滑动轨道33上进行上下移动，法兰盘32拉动承载力加载拉伸绳索22对充气环2施加一个力，实现充气环2的同步面内/面外运动。

如图6所示，法兰盘32上开设有多个环绕其中心设置的插槽37，滑动轨道33下端沿其长度方向开设有多个豁口，使滑动轨道33下端能够滑动插入法兰盘32的插槽37内，完成法兰盘32与滑动轨道33的滑动连接。

所述滑动轨道33下端上套装有固定底座36，所述固定底座36通过多个角件5固定在中心固定底座31上。

工作原理：滑动轨道33穿过法兰盘32，利用电动卷绳机44对承载力加持拉伸绳索41的控制，使法兰盘32在滑动轨道33上可以实现上下移动，且根据拉力传感器43的读数随时暂停移动。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种充气环结构承载性能综合测试系统，其特征在于：包括充气环（2）、中心拉伸力加载系统（3）、承载力加持系统（4）及多个支撑平台（1）；所述充气环（2）由多个支撑平台（1）支撑和固定，所述承载力加持系统（4）通过中心拉伸力加载系统（3）对充气环（2）施加承载力以进行面内/外承载力测试，并由承载力加持系统（4）内的拉力传感器（43）显示施加的承载力数值，

每个所述支撑平台（1）均包括台架（19）、压力传感器（11）、位移传感器（12）、L型限位杆（13）、内侧定滑轮（15）、内侧定滑轮支撑板（16）、外侧定滑轮（17）及外侧定滑轮支撑板（18）；所述台架（19）上端设有用于放置充气环（2）的台面板（110），所述压力传感器（11）设置在台面板（110）与充气环（2）之间，保证充气环（2）分布在每个台架（19）上的力相同，所述位移传感器（12）放置在支撑平台（1）上进行充气环（2）位移量的测试，台架（19）上设置L型限位杆（13）对充气环（2）进行位置的限制，所述内侧定滑轮（15）通过内侧定滑轮支撑板（16）安装在台架（19）内侧上，所述外侧定滑轮（17）通过外侧定滑轮支撑板（18）安装在台架（19）外侧上，

所述充气环结构承载性能综合测试系统还包括多个充气环承载力加载防护套（21），所述多个充气环承载力加载防护套（21）均匀套装在充气环（2）上，多个承载力加载拉伸绳索（22）一端与对应的充气环承载力加载防护套（21）连接，另一端绕过内侧定滑轮（15）或者外侧定滑轮（17）与中心拉伸力加载系统（3）连接，

进行面内承载力测试时，承载力加载拉伸绳索（22）绕过安装在台架（19）的内侧定滑轮（15）后与中心拉伸力加载系统（3）的法兰盘（32）上的吊环螺钉（35）进行固定；进行面外承载力测试时，承载力加载拉伸绳索（22）绕过安装在台架（19）的外侧定滑轮（17）后与中心拉伸力加载系统（3）的法兰盘（32）上的吊环螺钉（35）进行固定，

所述承载力加持系统（4）包括拉力传感器（43）、电动卷绳机（44）及两根承载力加持拉伸绳索（41）；所述电动卷绳机（44）通过承载力加持拉伸绳索（41）与拉力传感器（43）一端连接，所述拉力传感器（43）另一端通过另一根承载力加持拉伸绳索（41）与中心拉伸力加载系统（3）连接，由电动卷绳机（44）作为动力通过承载力加持拉伸绳索（41）给中心拉伸力加载系统（3）施加拉力，

所述中心拉伸力加载系统（3）包括中心固定底座（31）、法兰盘（32）、滑动轨道（33）、轨道定滑轮（34）及多个吊环螺钉（35）；所述中心固定底座（31）固定在充气环（2）中心点处的地面上，所述滑动轨道（33）下端安装在中心固定底座（31）上，滑动轨道（33）上端安装有一个底座带孔洞（36）的轨道定滑轮（34），所述法兰盘（32）滑动套装在滑动轨道（33）上，在法兰盘（32）底面安装有一圈吊环螺钉（35）供承载力加载拉伸绳索（22）另一端连接固定，且法兰盘（32）顶面中心处另设一个吊环螺钉（35），供另一根承载力加持拉伸绳索（41）绕过轨道定滑轮（34）、穿过孔洞（36）后与吊环螺钉（35）连接。

2.根据权利要求1所述的充气环结构承载性能综合测试系统，其特征在于：进行面内承载力测试时，L型限位杆（13）放置在充气环（2）的外侧，进行面外承载力测试时，L型限位杆（13）放置在充气环（2）的内侧。

3.根据权利要求2所述的充气环结构承载性能综合测试系统，其特征在于：所述压力传感器（11）选用贴片式压力传感器，其贴片位于台面板（110）与充气环（2）中间，压力传感器（11）的引线及传感器显示屏位于压力传感器托盘（14）中，所述压力传感器托盘（14）安装在台面板（110）的下表面上。