CN206223555U - 一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，包括加载架、液压缸、拉压力传感器和支座，所述加载架包括立柱和与立柱固定连接的上横梁和下横梁，所述液压缸竖向设置且固定在所述加载架的上横梁上，所述液压缸的活塞杆向下设置，所述活塞杆下端安装有用于检测活塞杆受拉力或压力大小的拉压力传感器，所述支座位于拉压力传感器的正下方且固定安装在所述加载架的下横梁上，其特征在于，还包括一个活塞杆保护装置，所述活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构。本实用新型结构简单，并且偏心试件压缩实验在梁弯曲实验的实验装置上进行实验时可以避免活塞杆变形损伤，保护实验装置。

Description

一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种力学性能检测实验装置；特别是涉及一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置。

背景技术

钢筋混凝土梁弯曲实验、偏心试件压缩实验均为土木工程教学中常见的实验项目，开展钢筋混凝土实验教学有助于学生熟悉工程实际中构件的受力形式，深入理解相关理论，满足材料力学课程教学的基本要求。但是，目前高等院校进行梁弯曲实验、偏心试件压缩实验通常采用不同的实验装置。梁弯曲实验的实验装置和偏心试件压缩实验的实验装置均体积比较庞大，功能单一，费用昂贵，占地面积大。梁弯曲实验通常在自反力加载架上进行，液压油缸作为加载装置，采用分配梁进行荷载分配，支座采用一端固定铰支、一端滑动铰支的形式。偏心试件压缩实验的实验装置与梁弯曲实验的实验装置具有可以通用的地方，例如自反力加载架，液压油缸以及支座，可以借助梁弯曲实验的实验装置来进行偏心试件压缩实验。

当在梁弯曲实验的实验装置上进行偏心试件压缩实验时，如果待压缩试件是横向放置的，在对待压缩试件进行压缩时，试件会由于偏心导致实验结果不准确，所以，更好的是将待压缩试件竖向设置，但是竖向设置时，待压缩试件同样会由于偏心导致试件偏离竖直方向；当试件的端面为斜面时，在加载过程中会导致压头与试件表面是线接触形式，这样得到的实验结果不准确，而且对斜面进行加载，会导致活塞杆变形损伤、油缸漏油等问题，使得两个实验不能很好的在一个实验装置上进行。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够避免活塞杆变形损伤的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，包括加载架、液压缸、拉压力传感器和支座，所述加载架包括立柱和与立柱固定连接的上横梁和下横梁，所述液压缸竖向设置且固定在所述加载架的上横梁上，所述液压缸的活塞杆向下设置，所述活塞杆下端安装有用于检测活塞杆受拉力或压力大小的拉压力传感器，所述支座位于拉压力传感器的正下方且固定安装在所述加载架的下横梁上，其特征在于，还包括一个活塞杆保护装置，所述活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构。

本技术方案中，由于在梁弯曲实验的实验装置上增加了活塞杆保护装置，使得在梁弯曲实验的实验装置上能够完成梁弯曲实验和偏心试件压缩实验这两个试验，活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构，在梁弯曲实验的实验装置上进行偏心试件压缩实验时，由于试件存在偏心，会使得活塞杆受力不均，进而导致活塞杆受力变形，使得液压缸泄露，影响实验结果。在梁弯曲实验的实验装置上增加活塞杆保护装置，当液压缸对偏心试件进行压缩时，活塞杆保护装置会使得活塞杆只能沿竖直方向上下运动。增加的活塞杆保护装置，结构简单，安装方便，可以避免活塞杆的变形损伤，很好的在一个实验装置上进行两个实验，可以减少装置占用的空间以及节省购置装置的费用。

作为优化，所述导向机构包括直线滑块导轨机构，所述直线滑块导轨机构包括一个竖向设置且固定在加载架的立柱上的导轨构件，所述直线滑块导轨机构还包括一个安装在导轨构件上且仅能沿竖直方向移动的滑块构件，所述导向机构还包括一个水平设置的导向板，所述导向板的一端与所述滑块构件固定连接，导向板的另一端固定连接在活塞杆的下端。这样，导向板的一端固定连接在滑块构件上，使得导向板只能随滑块构件沿竖直方向运动，导向板的另一端与活塞杆下端固定连接，进而使得活塞杆只能沿竖直方向运动，而不会受到水平方向的力使活塞杆变形损伤，增加的导向机构，结构简单，安装方便，可以有效地保护活塞杆，使得两个实验更好的在一个实验装置上进行。

作为优化，所述导轨构件通过安装板固定安装在立柱上，所述安装板竖向设置且固定安装在立柱内侧面。这样，可以更好地将导轨安装到立柱上，使得导轨的安装更加牢固，装置更加稳定。

作为优化，所述直线滑块导轨机构为竖向并列设置的两副，所述两副直线滑块导轨机构对称设置且固定安装在安装板上，所述两副直线滑块导轨机构上的两个滑块构件同步运动且在两个滑块构件的外侧面固定安装有一个竖向设置的滑块连接板，所述滑块连接板的上端固定连接在导向板上。这样，安装有两副直线滑块导轨，会使得与滑块构件连接的导向板在保持水平位置的情况下可以承受更大的载荷，导轨构件竖向并列设置且均布安装在立柱连接板上，会使得两个导轨构件承受的载荷更加均匀，两个滑块构件同步运动，并且将两个滑块构件的表面固定在一起后再与导向板固定连接，会使得整个实验装置更加稳定。

作为优化，所述滑块连接板与所述导向板的接合处设置有加强筋，所述加强筋为直角三角形加强筋，所述直角三角形加强筋的两个直角边分别固定安装在所述滑块连接板的外侧面与所述导向板的下表面，所述加强筋的材料为钢制板件。这样，增加加强筋，可以更好的使得导向板在保持水平位置的情况下承受更大的载荷，避免活塞杆的变形损伤，加强筋采用直角三角形加强筋，借助三角形的稳定性可以使得挡板承受更大的载荷而保证挡板不会发生方向的变动，保证活塞杆不会变形，而且加强筋的材料采用钢制板件，强度更高，可以承受更大的载荷。

作为优化，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括上球铰机构，所述上球铰机构包括上部球铰构件和下部球铰构件，所述上部球铰构件与下部球铰构件之间通过球面配合，所述上部球铰构件的上表面中间位置处安装有竖向设置的螺柱，所述导向板正对拉压力传感器的位置设置有一个竖向设置的导向孔，所述螺柱穿过所述导向板上设置有的一个导向孔与所述拉压力传感器的受力端固定连接，所述下部球铰构件的下表面为平面，所述下部球铰构件的下表面用于与待压缩试件的上表面贴合。

这样，导向板正对拉压力传感器的位置设置有导向孔，活塞杆下端固定连接在拉压力传感器的固定端，然后上部球铰构件上表面中间位置处安装的竖向设置的螺柱可以穿过导向孔与拉压力传感器的受力端连接，使得活塞杆、拉压力传感器、上球铰机构保持正对关系，避免受力不均使得活塞杆发生变形损伤。当待压缩试件的上表面为斜面时，下部球铰构件的下表面与待压缩试件的上表面贴合，使得待压缩试件受力更加均匀，增加实验结果的可靠性。

作为优化，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的复位弹簧，所述上部球铰构件与下部球铰构件的外侧面分别有横向均布设置的销轴，所述销轴的一端固定在上球铰机构内部，另一端向外延伸，所述复位弹簧的一端固定连接在上部球铰构件的销轴处，复位弹簧的另一端固定连接在下部球铰构件的销轴处。这样，可以将上部球铰构件和下部球铰构件连接起来，而且在待压缩试件需要调整时，可以借助复位弹簧复位，来调整待压缩试件，方便实验操作。

作为优化，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的限位片，所述限位片的上端有沿限位片长度方向设置的条形孔，所述上部球铰构件的销轴穿过条形孔与限位片连接，限位片的底端固定在下部球铰构件的销轴处。这样，可以对复位弹簧进行限位，避免复位弹簧无长度限制的拉伸以为无方向性的拉伸，采用限位片，可以使得上部球铰构件与下部球铰构件的连接关系更加可靠，延长机构的使用寿命。

作为优化，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括铰链机构，所述铰链机构包括上部构件和下部构件，所述上部构件的下表面设置有一个下凸的弧形曲面和两个竖向的侧面，所述下部构件的上表面设置有一个下凹的弧形曲面，所述上部构件与下部构件之间通过弧形曲面配合转动，所述下部构件固定安装在支座上，所述上部构件的上表面为平面，所述上部构件的上表面用于与待压缩试件的下表面贴合。

这样，当待压缩试件的下表面为斜面时，所述上部构件与下部构件之间通过弧形曲面配合转动，使得上部构件的上表面与待压缩试件的上表面贴合，使得待压缩试件的受力更加均匀，增加实验结果的可靠性。

综上所述，本实用新型结构简单，并且偏心试件压缩实验在梁弯曲实验的实验装置上进行实验时可以避免活塞杆变形损伤，保护实验装置。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的双立柱加载架实验装置的主视图。

图2为图1中，双立柱加载架实验装置的俯视图。

图3为本实用新型实施例中的H型四立柱加载架实验装置的主视图。

图4为图3中， H型四立柱加载架实验装置的左视图。

图5为本实用新型实施例中上球铰机构的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1、图2所示的双立柱加载架，一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，包括加载架1、液压缸2、拉压力传感器3和支座，所述加载架1包括立柱和与立柱固定连接的上横梁和下横梁，所述液压缸2竖向设置且固定在所述加载架的上横梁上，所述液压缸2的活塞杆向下设置，所述活塞杆下端安装有用于检测活塞杆受拉力或压力大小的拉压力传感器3，所述支座位于拉压力传感器3的正下方且固定安装在所述加载架1的下横梁上，还包括一个活塞杆保护装置，所述活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构。

本技术方案中，由于在梁弯曲实验的实验装置上增加了活塞杆保护装置，使得在梁弯曲实验的实验装置上能够完成梁弯曲实验和偏心试件压缩实验这两个试验，活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构，在梁弯曲实验的实验装置上进行偏心试件压缩实验时，由于试件存在偏心，会使得活塞杆受力不均，进而导致活塞杆受力变形，使得液压缸泄露，影响实验结果。在梁弯曲实验的实验装置上增加活塞杆保护装置，当液压缸对偏心试件进行压缩时，活塞杆保护装置会使得活塞杆只能沿竖直方向上下运动。增加的活塞杆保护装置，结构简单，安装方便，可以避免活塞杆的变形损伤，很好的在一个实验装置上进行两个实验，可以减少装置占用的空间以及节省购置装置的费用。

本具体实施方案中，所述导向机构包括直线滑块导轨机构5，所述直线滑块导轨机构包括一个竖向设置且固定在加载架的立柱上的导轨构件，所述直线滑块导轨机构5还包括一个安装在导轨构件上且仅能沿竖直方向移动的滑块构件，所述导向机构还包括一个水平设置的导向板6，所述导向板6的一端与所述滑块构件固定连接，导向板6的另一端固定连接在活塞杆的下端。

这样，导向板的一端固定连接在滑块构件上，使得导向板只能随滑块构件沿竖直方向运动，导向板的另一端与活塞杆下端固定连接，进而使得活塞杆只能沿竖直方向运动，而不会受到水平方向的力使活塞杆变形损伤，增加的导向机构，结构简单，安装方便，可以有效地保护活塞杆，使得两个实验更好的在一个实验装置上进行。当然具体实施时，所述导向机构可以是水平设置的导向板，导向板正对活塞杆的位置处设置有竖向的导向孔，导向板一端固定连接在立柱上，所述活塞杆穿过导向孔进行竖直上下运动；也可以是导向筒，将导向筒的顶端固定在上横梁上，将液压缸设置在导向筒内，导向筒向下的一端正对活塞杆处设置有竖向的导向孔，活塞杆穿过导向孔进行竖直上下的运动，等等均属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述导轨构件通过安装板4固定安装在立柱上，所述安装板4竖向设置且固定安装在立柱内侧面。这样，可以更好地将导轨安装到立柱上，使得导轨的安装更加牢固，装置更加稳定。当然具体实施时，所述直线滑块导轨可以通过导轨上设置有的沉头孔连接在立柱上，同样属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述直线滑块导轨机构5为竖向并列设置的两副，所述两副直线滑块导轨机构5对称设置且固定安装在安装板上，所述两副直线滑块导轨机构5上的两个滑块构件同步运动且在两个滑块构件的外侧面固定安装有一个竖向设置的滑块连接板，所述滑块连接板的上端固定连接在导向板6上。这样，安装有两副直线滑块导轨，会使得与滑块构件连接的导向板在保持水平位置的情况下可以承受更大的载荷，导轨构件竖向并列设置且均布安装在立柱连接板上，会使得两个导轨构件承受的载荷更加均匀，两个滑块构件同步运动，并且将两个滑块构件的表面固定在一起后再与导向板固定连接，会使得整个实验装置更加稳定。当然具体实施时，所述直线滑块导轨可以为一个、两个或多个，均属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述滑块连接板与所述导向板6的接合处设置有加强筋，所述加强筋为直角三角形加强筋，所述直角三角形加强筋的两个直角边分别固定安装在所述滑块连接板的外侧面与所述导向板6的下表面，所述加强筋的材料为钢制板件。这样，增加加强筋，可以更好的使得导向板在保持水平位置的情况下承受更大的载荷，避免活塞杆的变形损伤，加强筋采用直角三角形加强筋，借助三角形的稳定性可以使得挡板承受更大的载荷而保证挡板不会发生方向的变动，保证活塞杆不会变形，而且加强筋的材料采用钢制板件，强度更高，可以承受更大的载荷。当然具体实施时，可以在滑块连接板侧面与导向板侧面设置倾斜的杆件，同样属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括上球铰机构，所述上球铰机构包括上部球铰构件7和下部球铰构件8，所述上部球铰构件7与下部球铰构件8之间通过球面配合，所述上部球铰构件7的上表面中间位置处安装有竖向设置的螺柱，所述导向板6正对拉压力传感器3的位置设置有一个竖向设置的导向孔，所述螺柱穿过所述导向板6上设置有的一个导向孔与所述拉压力传感器3的受力端固定连接，所述下部球铰构件8的下表面为平面，所述下部球铰构件8的下表面用于与待压缩试件的上表面贴合。

这样，导向板正对拉压力传感器的位置设置有导向孔，活塞杆下端固定连接在拉压力传感器的固定端，然后上部球铰构件上表面中间位置处安装的竖向设置的螺柱可以穿过导向孔与拉压力传感器的受力端连接，使得活塞杆、拉压力传感器、上球铰机构保持正对关系，避免受力不均使得活塞杆发生变形损伤。当待压缩试件的上表面为斜面时，下部球铰构件的下表面与待压缩试件的上表面贴合，使得待压缩试件受力更加均匀，增加实验结果的可靠性。当然具体实施时，所述活塞杆直接连接在导向板的上表面，上部球铰构件的上表面直接固定连接在导向板的下表面，同样属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的复位弹簧，所述上部球铰构件7与下部球铰构件8的外侧面分别有横向均布设置的销轴，所述销轴的一端固定在上球铰机构内部，另一端向外延伸，所述复位弹簧的一端固定连接在上部球铰构件7的销轴处，复位弹簧的另一端固定连接在下部球铰构件8的销轴处。这样，可以将上部球铰构件和下部球铰构件连接起来，而且在待压缩试件需要调整时，可以借助复位弹簧复位，来调整待压缩试件，方便实验操作。当然具体实施时，所述复位弹簧可以为拉簧、弹力绳等等，均属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的限位片，所述限位片的上端有沿限位片长度方向设置的条形孔，所述上部球铰构件7的销轴穿过条形孔与限位片连接，限位片的底端固定在下部球铰构件8的销轴处。这样，可以对复位弹簧进行限位，避免复位弹簧无长度限制的拉伸以为无方向性的拉伸，采用限位片，可以使得上部球铰构件与下部球铰构件的连接关系更加可靠，延长机构的使用寿命。当然具体实施时，所述限位片可以为滑块导轨，所述导轨安装于上部球铰，滑块安装于下部球铰，滑块仅能在导轨上滑动，同样属于本装置可实施的范围。

本具体实施方案中，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括铰链机构，所述铰链机构包括上部构件10和下部构件11，所述上部构件10的下表面设置有一个下凸的弧形曲面和两个竖向的侧面，所述下部构件11的上表面设置有一个下凹的弧形曲面，所述上部构件10与下部构件11之间通过弧形曲面配合转动，所述下部构件11固定安装在支座上，所述上部构件10的上表面为平面，所述上部构件10的上表面用于与待压缩试件的下表面贴合。

这样，当待压缩试件的下表面为斜面时，所述上部构件与下部构件之间通过弧形曲面配合转动，使得上部构件的上表面与待压缩试件的上表面贴合，使得待压缩试件的受力更加均匀，增加实验结果的可靠性。当然具体实施时，如果偏心试件下表面为平面，所述直线铰可以设置为支撑台，同样属于本装置可实施的范围。

如图3、图4所示的H型四立柱加载架实验装置，与图1、图2所示的双立柱加载架实验装置相比，增加的活塞杆保护装置一致，只是加载架的结构不同，双立柱加载架实验装置上，采用一块立柱连接板，所述立柱连接板可以直接竖向安装在立柱内侧面，所述导轨竖向安装在立柱连接板上；在H型四立柱加载架实验装置上，采用两块立柱连接板，所述的两块立柱连接板竖向安装在实验装置同一侧的两个立柱上，在两块立柱连接板上分别安装导轨，其他的结构原理均一致。

Claims (9)

1.一种基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，包括加载架、液压缸、拉压力传感器和支座，所述加载架包括立柱和与立柱固定连接的上横梁和下横梁，所述液压缸竖向设置且固定在所述加载架的上横梁上，所述液压缸的活塞杆向下设置，所述活塞杆下端安装有用于检测活塞杆受拉力或压力大小的拉压力传感器，所述支座位于拉压力传感器的正下方且固定安装在所述加载架的下横梁上，其特征在于，还包括一个活塞杆保护装置，所述活塞杆保护装置包括一个用于使活塞杆仅能沿竖直方向移动的导向机构。

2.如权利要求1所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述导向机构包括直线滑块导轨机构，所述直线滑块导轨机构包括一个竖向设置且固定在加载架的立柱上的导轨构件，所述直线滑块导轨机构还包括一个安装在导轨构件上且仅能沿竖直方向移动的滑块构件，所述导向机构还包括一个水平设置的导向板，所述导向板的一端与所述滑块构件固定连接，导向板的另一端固定连接在活塞杆的下端。

3.如权利要求2所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述导轨构件通过安装板固定安装在立柱上，所述安装板竖向设置且固定安装在立柱内侧面。

4.如权利要求3所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述直线滑块导轨机构为竖向并列设置的两副，所述两副直线滑块导轨机构对称设置且固定安装在安装板上，所述两副直线滑块导轨机构上的两个滑块构件同步运动且在两个滑块构件的外侧面固定安装有一个竖向设置的滑块连接板，所述滑块连接板的上端固定连接在导向板上。

5.如权利要求4所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述滑块连接板与所述导向板的接合处设置有加强筋，所述加强筋为直角三角形加强筋，所述直角三角形加强筋的两个直角边分别固定安装在所述滑块连接板的外侧面与所述导向板的下表面，所述加强筋的材料为钢制板件。

6.如权利要求2所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括上球铰机构，所述上球铰机构包括上部球铰构件和下部球铰构件，所述上部球铰构件与下部球铰构件之间通过球面配合，所述上部球铰构件的上表面中间位置处安装有竖向设置的螺柱，所述导向板正对拉压力传感器的位置设置有一个竖向设置的导向孔，所述螺柱穿过所述导向板上设置有的一个导向孔与所述拉压力传感器的受力端固定连接，所述下部球铰构件的下表面为平面，所述下部球铰构件的下表面用于与待压缩试件的上表面贴合。

7.如权利要求6所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的复位弹簧，所述上部球铰构件与下部球铰构件的外侧面分别有横向均布设置的销轴，所述销轴的一端固定在上球铰机构内部，另一端向外延伸，所述复位弹簧的一端固定连接在上部球铰构件的销轴处，复位弹簧的另一端固定连接在下部球铰构件的销轴处。

8.如权利要求7所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述上球铰机构还包括竖向设置且均布在上球铰机构外侧面的限位片，所述限位片的上端有沿限位片长度方向设置的条形孔，所述上部球铰构件的销轴穿过条形孔与限位片连接，限位片的底端固定在下部球铰构件的销轴处。

9.如权利要求2所述的基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置，其特征在于，所述基于梁弯曲实验装置的偏心试件压缩实验装置还包括铰链机构，所述铰链机构包括上部构件和下部构件，所述上部构件的下表面设置有一个下凸的弧形曲面和两个竖向的侧面，所述下部构件的上表面设置有一个下凹的弧形曲面，所述上部构件与下部构件之间通过弧形曲面配合转动，所述下部构件固定安装在支座上，所述上部构件的上表面为平面，所述上部构件的上表面用于与待压缩试件的下表面贴合。