CN202372399U - 模型加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模型加载装置。该模型加载装置包括：安装框架(10)；载荷施加装置，载荷施加装置包括压力施加装置(30)和/或拉力施加装置(40)，压力施加装置(30)和/或拉力施加装置(40)可拆卸地安装在安装框架(10)上，对测试元件(50)施加相应的载荷；元件定位装置(20)，设置在安装框架(10)上，并定位测试元件(50)。根据本实用新型的模型加载装置，占用空间小、能够实现多路加载任务、综合性好、成本较低、且能够实现复杂模型加载功能。

Description

模型加载装置

技术领域

本实用新型涉及力学分析实验领域，特别地，涉及一种模型加载装置。

背景技术

光弹性应力冻结试验中，传统的模型加载装置分为通用和专用两种。通用的加载装置最常用的是砝码-杠杆式，可对模型做简单拉伸、压缩及弯曲等试验，用于测量模型材料的主要性质，但通用的加载装置难以完成复杂模型的多路加载任务。专用加载装置是根据模型的具体形状、尺寸及其受载情况专门设计的，因此具有较高的专用性，使用范围受到很大约束。根据三向光弹性应力冻结试验需要单独设计、加工模型的加载装置，既占用科研资金，又不利于提高试验效率，而且应力冻结的加载装置的结构复杂，需要多个装置来分别实现相应的测试，试验中占用较大的恒温箱空间，且试验效率低。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种占用空间小、能够实现多路加载任务、综合性好、成本较低、且能够实现复杂模型加载功能的模型加载装置。

为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种模型加载装置，包括：安装框架；载荷施加装置，载荷施加装置包括压力施加装置和/或拉力施加装置，压力施加装置和/或拉力施加装置可拆卸地安装在安装框架上，对测试元件施加相应的载荷；元件定位装置，设置在安装框架上，并定位测试元件。

进一步地，安装框架包括固定连接的横向支撑梁和纵向支撑梁，横向支撑梁和纵向支撑梁上设置有多个安装孔，压力施加装置和/或拉力施加装置通过安装孔可调节地安装在安装框架上。

进一步地，压力施加装置包括：杠杆支撑机构，杠杆支撑机构包括设置在安装框架的顶部的支撑架、以及设置在支撑架上的转轴；杠杆，杠杆绕转轴可转动地设置；压力传递杆，压力传递杆的一端铰接在转轴一侧的杠杆上，压力传递杆的另一端与测试元件相抵接。

进一步地，元件定位装置包括设置在压力传递杆下方的元件支撑梁，元件支撑梁沿安装框架的纵向方向位置是可调的。

进一步地，压力传递杆的长度是可调的。

进一步地，杠杆沿长度方向设置有多个转轴安装孔，转轴可选择地铰接在任意一个转轴安装孔。

进一步地，安装框架上还设置有限定压力传递杆的运动方向的导向梁，导向梁设置在与安装框架的两个相邻的纵向支撑梁之间。

进一步地，拉力施加装置包括：定滑轮组；吊绳，吊绳绕设在定滑轮上，吊绳的第一端连接至测试元件，吊绳的第二端连接至第一质量块；和定滑轮组安装横梁，定滑轮组安装横梁设置在安装框架上，定滑轮组固定安装在定滑轮组安装横梁上。

进一步地，定滑轮包括第一定滑轮和第二定滑轮；定滑轮组安装横梁包括第一滑轮安装横梁和第二滑轮安装横梁，第一滑轮安装横梁设置在安装框架的顶部横向支撑梁上，第二滑轮安装横梁设置在安装框架的其中两个相邻的纵向支撑梁之间；第一定滑轮安装在第一滑轮安装横梁上，第二定滑轮安装在第二滑轮安装横梁上。

进一步地，元件定位装置包括设置在安装框架上的定位支撑板以及设置在定位支撑板上的定位件，定位件定位测试元件。

本实用新型具有以下有益效果：

1.安装框架包括固定连接的横向支撑梁和纵向支撑梁，横向支撑梁和纵向支撑梁上设置有多个安装孔，载荷施加装置能够方便的安装在安装框架上，并可以对安装位置进行调整。安装框架上的多个安装孔也可以满足多种载荷施加装置的设置需要，从而不需要对安装框架进行更换，只通过添加或者更换相应的载荷施加装置就能够满足测试需要，实现对测试元件的多种受力情况的载荷施加。该加载装置结构简单，成本较低，使用方便，适应性好，能够有效提高实验效率。

2.杠杆沿长度方向设置有多个转轴安装孔，可以通过转轴的设置位置来调整杠杆所施加的压力比例，从而通过添加小的质量块实现大的载荷施加，使杠杆的使用更加方便灵活。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的模型加载装置的立体示意图；以及

图2是根据本实用新型的实施例的模型加载装置的主视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，模型加载装置包括安装框架10、载荷施加装置和元件定位装置20，载荷施加装置和元件定位装置20均设置在安装框架10上。安装框架10包括相互连接的多个横向支撑梁11和纵向支撑梁12，横向支撑梁11和纵向支撑梁12上设置有多个安装孔，载荷施加装置和元件定位装置20通过安装孔固定安装在安装框架10上。

横向支撑梁11和纵向支撑梁12为角钢，安装孔沿长度方向分布于角钢两侧的钢板上，不仅能够实现载荷施加装置和元件定位装置20在安装框架10上的上下安装位置的调整，还可以实现它们在安装框架10内的安装方向的调整，可以满足多种不同的载荷施加装置和元件定位装置的安装需要。

载荷施加装置可拆卸地安装在安装框架10上，包括压力施加装置30和/或拉力施加装置40，也可以为其它性质的载荷施加装置。

压力施加装置30包括杠杆式压力施加装置，具体包括杠杆支撑机构31、杠杆32和压力传递杆33。其中杠杆支撑机构31包括设置在安装框架10的顶部横向支撑梁11上的支撑架311，以及设置在支撑架311上的转轴312。支撑架311为拨叉状，并可以沿支撑架311所在的横向支撑梁11的长度方向滑动。杠杆32设置在支撑架311的拨叉凹槽内，并通过转轴312加以固定。转轴312可选择地铰接在任意一个转轴安装孔中。

在其它的实施例中，也可以在安装框架10的纵向支撑梁12的上部设置支撑横梁，然后将杠杆支撑机构31可滑动地设置在该支撑横梁上，实现杠杆的加载功能。

杠杆32绕转轴312可转动地设置，从而实现其杠杆的作用，对测试元件50施加压力并进行相关测试。杠杆32上沿长度方向上设置有多个转轴安装孔，通过调整杠杆32的安装位置，能够实现杠杆32的杠杆作用的比例调节，从而调整杠杆添加质量块所能提供的压力。杠杆32的第一端设置有平衡块321，在杠杆32安装之后，通过平衡块321对杠杆32进行调节，使其两端受力平衡，避免杠杆32两端质量不等所带来的载荷测试不准的问题，以便于对杠杆32的施加载荷进行记录，获得准确的载荷数据。

杠杆32的第二端设置有挂钩322，在挂钩322下方设置有托盘323，用于放置砝码等具有准确质量的第二质量块，在施加压力载荷时，在托盘323上添加第二质量块，并根据杠杆32的转轴312的设置位置确定杠杆32对测试元件50所施加的压力的数值，在对测试元件50施加载荷的同时对受力进行标定。

压力传递杆33的一端铰接在转轴312的其中一侧的杠杆32上，另一端与测试元件50相抵接，传递杠杆32施加的压力载荷至测试元件50。压力传递杆33通过转轴设置在杠杆32的转轴安装孔上，并可以根据实际情况调整其在杠杆32上的安装位置，从而调整压力大小。纵向支撑梁12上设置有导向梁34，导向梁34上设置有沿压力传递杆33的轴向贯穿的导向孔，压力传递杆33穿过导向孔沿轴向方向延伸。导向梁34的导向孔对压力传递杆33的运动形成良好限位，降低压力传递杆33受杠杆32的影响发生施力方向改变的可能，保证压力传递杆33传递压力的方向准确，从而获得较好的载荷施加效果。

由于测试元件50具有不同的高度和形状，因此，压力传递杆33沿轴向方向长度可调，压力传递杆33可以设置为包括螺杆和与该螺杆配合的螺孔，通过旋转螺杆来调整压力传递杆33的深处长度，以保证可以根据测试元件50的不同选择合适的施力高度。在压力传递杆33的端部还可以设置附加结构，该附加结构与测试元件50的形状相适应，从而保证能够对形状不规则且不便直接测试的测试元件50也能够获得较好的载荷施加效果。

压力传递杆33的下方设置有元件定位装置20，这里具体为元件支撑梁21，元件支撑梁21设置在两个纵向支撑梁12之间，用于在对测试元件50进行测试时提供支撑作用力，并对测试元件50进行定位，从而保证测试工作准确可靠进行。

拉力施加装置40包括定滑轮组41、定滑轮组安装横梁43，以及吊绳42。定滑轮组安装在定滑轮组安装横梁43上。吊绳42绕设在定滑轮组41上，吊绳42的第一端连接至测试元件50，吊绳42的第二端连接至第一质量块421。第一质量块421包括多组不同质量的质量块，以便对测试元件50施加不同大小的拉力。第一质量块421具有确定的质量，便于对测量数据进行标定。定滑轮组安装横梁43设置在安装框架10上，定滑轮组41固定安装在定滑轮组安装横梁43上。

定滑轮组41包括第一定滑轮411和第二定滑轮412，定滑轮组安装横梁43包括第一滑轮安装横梁431和第二滑轮安装横梁432，第一滑轮安装横梁431设置在安装框架10的顶部横向支撑梁11上，第二滑轮安装横梁432设置在安装框架10的其中两个纵向支撑梁12之间，并位于纵向支撑梁12的中间部位。

第一定滑轮411通过第一定滑轮安装座安装在第一滑轮安装横梁431的下方，并使吊绳的第二端所提供的拉力垂直于测试元件50的受力面。第一定滑轮安装座沿第一滑轮安装横梁431的长度方向位置可以调整，第一滑轮安装横梁431沿其横向方向位置可调。在测试过程中，可以对第一定滑轮411的位置进行调整，保证测试元件50的受力方向准确。

第二定滑轮412通过第二定滑轮安装座安装在第二滑轮安装横梁432的外侧，主要作用是为吊绳42提供接续支持，使吊绳42的第二端位于安装框架10的外部，更加方便于在吊绳42上安装第一质量块421。

安装框架10的底部的横向支撑梁11上设置有元件定位装置20，用于在拉力作用过程中，对测试元件50起到定位作用，保证测试工作稳定连续的进行。该处的元件定位装置20包括定位支撑板22和定位件23。定位支撑板22的两端具有长槽，使得定位支撑板22可以沿长度方向移动。横向支撑梁11上的多个安装孔使定位支撑板可以沿横向方向移动。定位件23通过安装座设置在定位支撑板22上，并可以沿定位支撑板22的长度方向移动。定位件23具有与测试元件50配合的结构，从而对测试元件50形成定位，实现测试元件50的接触边界条件，保证拉力测试的顺利进行。

压力施加装置30和拉力施加装置40既可以在进行单独的测试时只安装相应的载荷施加装置，也可以在需要进行综合测试时进行同时设置在安装框架10上，以满足同时施加压力和拉力载荷的需要。由于安装框架10上具有多个安装孔，因此，对于不同结构的载荷施加装置，均具有良好的适用性，可以在同一安装框架10上实现多种载荷的加载，从而能够降低成本，提高实验效率，实现多路加载任务。

从上述描述中可以得知，根据本实用新型的实施例的模型加载装置，安装框架包括固定连接的横向支撑梁和纵向支撑梁，横向支撑梁和纵向支撑梁上设置有多个安装孔，载荷施加装置能够方便的安装在安装框架上，并可以对安装位置进行调整。安装框架上的多个安装孔也可以满足多种载荷施加装置的设置需要，从而不需要对安装框架进行更换，只通过添加或者更换相应的载荷施加装置就能够满足测试需要，实现对测试元件的多种受力情况的载荷施加。该加载装置结构简单，成本较低，使用方便，适应性好，能够有效提高实验效率。杠杆沿长度方向设置有多个转轴安装孔，可以通过转轴的设置位置来调整杠杆所施加的压力比例，从而通过添加小的质量块实现大的载荷施加，使杠杆的使用更加方便灵活。

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

Claims (10)

1.一种模型加载装置，其特征在于，包括：

安装框架(10)；

载荷施加装置，所述载荷施加装置包括压力施加装置(30)和/或拉力施加装置(40)，所述压力施加装置(30)和/或所述拉力施加装置(40)可拆卸地安装在所述安装框架(10)上，对测试元件(50)施加相应的载荷；

元件定位装置(20)，设置在所述安装框架(10)上，并定位所述测试元件(50)。

2.根据权利要求1所述的模型加载装置，其特征在于，所述安装框架(10)包括固定连接的横向支撑梁(11)和纵向支撑梁(12)，所述横向支撑梁(11)和所述纵向支撑梁(12)上设置有多个安装孔，所述压力施加装置(30)和/或拉力施加装置(40)通过所述安装孔可调节地安装在所述安装框架(10)上。

3.根据权利要求2所述的模型加载装置，其特征在于，所述压力施加装置(30)包括：

杠杆支撑机构(31)，所述杠杆支撑机构(31)包括设置在所述安装框架(10)的顶部的支撑架(311)、以及设置在所述支撑架(311)上的转轴(312)；

杠杆(32)，所述杠杆(32)绕所述转轴(312)可转动地设置；和

压力传递杆(33)，所述压力传递杆(33)的一端铰接在所述转轴(312)一侧的所述杠杆(32)上，所述压力传递杆(33)的另一端与所述测试元件(50)相抵接。

4.根据权利要求3所述的模型加载装置，其特征在于，所述元件定位装置(20)包括设置在所述压力传递杆(33)下方的元件支撑梁(21)，所述元件支撑梁(21)沿所述安装框架(10)的纵向方向位置是可调的。

5.根据权利要求3所述的模型加载装置，其特征在于，所述压力传递杆(33)的长度是可调的。

6.根据权利要求3所述的模型加载装置，其特征在于，所述杠杆(32)沿长度方向设置有多个转轴安装孔，所述转轴(312)可选择地铰接在任意一个所述转轴安装孔中。

7.根据权利要求3所述的模型加载装置，其特征在于，所述安装框架(10)上还设置有限定所述压力传递杆(33)的运动方向的导向梁(34)，所述导向梁(34)设置在与所述安装框架(10)的两个相邻的所述纵向支撑梁(12)之间。

8.根据权利要求2所述的模型加载装置，其特征在于，所述拉力施加装置(40)包括：定滑轮组(41)；

吊绳(42)，所述吊绳(42)绕设在所述定滑轮组(41)上，所述吊绳(42)的第一端连接至所述测试元件(50)，所述吊绳(42)的第二端连接至第一质量块(421)；和定滑轮组安装横梁(43)，所述定滑轮组安装横梁(43)设置在所述安装框架(10)上，所述定滑轮组(41)固定安装在所述定滑轮组安装横梁(43)上。

9.根据权利要求8所述的模型加载装置，其特征在于，

所述定滑轮组(41)包括第一定滑轮(411)和第二定滑轮(412)；

所述定滑轮组安装横梁(43)包括第一滑轮安装横梁(431)和第二滑轮安装横梁(432)，所述第一滑轮安装横梁(431)设置在所述安装框架(10)的顶部的所述横向支撑梁(11)上，所述第二滑轮安装横梁(432)设置在所述安装框架(10)的其中两个相邻的所述纵向支撑梁(12)之间；

所述第一定滑轮(411)安装在所述第一滑轮安装横梁(431)上，所述第二定滑轮(412)安装在所述第二滑轮安装横梁(432)上。

10.根据权利要求9所述的模型加载装置，其特征在于，所述元件定位装置(20)包括设置在所述安装框架(10)上的定位支撑板(22)以及设置在所述定位支撑板(22)上的定位件(23)，所述定位件(23)定位所述测试元件(50)。

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