CN206235462U - 一种用于桁架节点试验的试验台 - Google Patents

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CN206235462U CN201621245288.XU CN201621245288U CN206235462U CN 206235462 U CN206235462 U CN 206235462U CN 201621245288 U CN201621245288 U CN 201621245288U CN 206235462 U CN206235462 U CN 206235462U
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张氢
秦仙蓉
孙远韬
聂飞龙
周兆伟
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本实用新型提出了一种用于桁架节点试验的试验台,属于机械试验技术领域。该试验台包括反力架、液压加载系统。所述反力架用于安装待测的节点;所述液压加载系统在一端连接桁架的腹杆,在另一端与所述反力架连接。本实用新型用于桁架节点试验的试验台能够很好地模拟类似于“包容式”节点、相贯线式节点或节点板式节点的受力特性,结构简单、加工方便、功能齐全、成本较低。其利用了体系内的内力,可以置于各种位置姿态,易于加载测试;同时载荷可以快速拉压变化,能够有效实现疲劳测试功能。

Description

一种用于桁架节点试验的试验台
技术领域
[0001]本头用新型属于机械试验技术领域,涉及一种试验台,尤甘涉及一种用于桁架节 点试验的试验台。
背景技术
[0002]桁架结构由于具有结构简单、承载能力强、加工方便、自重轻等特点,在工程中得 到了广泛的运用,尤其在起重机械和工程机械领域。从目前的工程实践来看,桁架结构的损 坏或失效主要是由于桁架节点出现问题所导致的,因此桁架结构的节点对整个桁架结构的 承载力和寿命起到了至关重要的作用。传统的桁架节点一般采用圆管相贯节点、节点板节 点等。当前业界虽然存在用于节点试验的装置,如网架结构节点的疲劳测试装置,但是这些 用于节点试验的装置不能对包容式节点进行测量,且往往只能进行静力加载测试,不能快 速加载、卸载和反向,从而不能进行拉压疲劳测试。 实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于桁架节点试验的试验台,以在保证结构简单 和成本较低的同时,能够实现载荷快速拉压变化,进行疲劳测试。
[0004]为了达到上述目的,本实用新型的解决方案是:
[0005] —种用于桁架节点试验的试验台,包括反力架、液压加载系统;所述反力架用于安 装待测的节点;所述液压加载系统在一端连接桁架的腹杆,在另一端与所述反力架连接。
[0006] 该用于桁架节点试验的试验台还包括连接结构;所述连接结构至少包括一组油缸 连接耳板、销轴和卡板;所述液压加载系统通过所述连接结构与所述桁架的腹板连接,和/ 或所述液压加载系统通过所述连接结构与所述反力架连接。
[0007] 所述连接结构包括两组油缸连接耳板、销轴和卡板;第一油缸连接耳板焊接在所 述桁架的腹板上,第二油缸连接耳板焊接在反力架上;第一卡板连接在所述液压加载系统 的一侧,第二卡板连接在所述液压加载系统的另一侧;所述液压加载系统在一侧通过第一 销轴连接第一油缸连接耳板和第一卡板而与所述桁架的腹板连接,在另一侧通过第二销轴 连接第二油缸连接耳板和第二卡板而与所述反力架连接。
[0008] 所述反力架为单品桁架结构,为内力结构。
[0009] 所述液压加载系统包括油箱,以储存所述液压加载系统所需的液压油;与所述油 箱连接的栗站,以为所述液压加载系统提供动力;与所述油箱和所述泵站均连接的阀组,和 与所述阀组连接的用于对待测节点进行加载的第一加载油缸和第二加载油缸,以由所述阀 组实现第一加载油缸和第二加载油缸的换向和压力控制;连接在所述阀组与所述第一加载 油缸的有杆腔之间以及阀组与第二加载油缸的有杆腔之间的第一压力继电器,以在第一加 载油缸和第二加载油缸的有杆腔的压力到达设定值时控制所述阀组中的电磁换向阀换向; 以及连接在所述阀组与所述第二加载油缸的无杆腔之间以及阀组与第二加载油缸的f杆 腔之间的第二压力继电器,以在第一加载油缸和第二加载油缸的无杆腔的压力到达设定值 时控制所述阀组中的电磁换向阀换向。
[0010]所述液压加载系统还包括安装在液压泵输出口与换向阀进油口之间的蓄能器,以 吸收所述液压加载系统在换向时的冲击能量。
[0011]所述液压加载系统还包括连接在液压栗输出口与换向阀进油口之间的压力表,以 显示所述液压加载系统的液压泵输出口与换向阀进油口之间的油压。
[0012]所述液压加载系统还包括用于数字显示所述第一加载油缸和第二加载油缸中的 有杆腔的压力值的第一压力传感器;以及用于数字显示所述第一加载油缸和第二加载油缸 中的无杆腔的压力值的第二压力传感器。
[0013] 所述液压加载系统还包括阀组中的手动换向阀,以辅助手动实现静载实验中的加 载油缸拉、压力的切换。
[0014] 所述桁架节点为桁架金属结构节点。
[0015]由于采用上述方案,本实用新型的有益效果是:本实用新型用于桁架节点试验的 试验台能够很好地模拟类似于“包容式”节点、相贯线式节点或节点板式节点的受力特性, 结构简单、加工方便、功能齐全、成本较低。其利用了体系内的内力,易于加载测试(可以置 于各种位置姿态),同时载荷可以快速拉压变化,能够有效实现疲劳测试功能。
附图说明
[0016]图1为本实用新型实施例中用于桁架节点试验的试验台包含节点后的结构示意 图;
[0017]图2为本实用新型实施例中液压加载系统的液压原理图;
[0018]图3a为本实用新型实施例中第一油缸连接耳板的结构示意图;
[0019]图3b为本实用新型实施例中第二油缸连接耳板的结构示意图;
[0020]图3c为本实用新型实施例中销轴的结构示意图;
[0021]图3d为本实用新型实施例中卡板的结构示意图;
[0022] 图4为本实用新型实施例中液压加载系统对节点进行疲劳加载试验时的控制策略 图。
[0023] 附图中:1、反力架;2、节点;3、液压加载系统;401、第一油缸连接耳板;402、第二油 缸连接耳板;5、销轴;6、卡板;7、栗站;8、阀组;9、蓄能器;1〇、压力表;11、第一压力传感器; 12、第一压力继电器;13、第二压力传感器;14、第二压力继电器;15、第一加载油缸;16、第二 加载油缸;17、油箱。
具体实施方式
[0024]以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0025] 本实用新型提出了 一种用于桁架节点试验的试验台,该试验台包括反力架1、液压 加载系统3。反力架1用于安装待测的节点2,液压加载系统3在一端连接桁架的腹杆,在另一 端与反力架1连接。本实施例中,该桁架节点为桁架金属结构节点。
[0026] 本实施例中,该用于桁架节点试验的试验台还包括连接结构。连接结构至少包括 一组油缸连接耳板、销轴5和卡板6。液压加载系统3通过连接结构与析架的腹板连接,和/或 液压加载系统3通过连接结构与反力架1连接。
[0027] 本实施例中,连接结构包括两组油缸连接耳板、销轴和卡板。第一油缸连接耳板 401焊接在桁架的腹板上,第二油缸连接耳板402焊接在反力架1上;第一卡板连接在液压加 载系统的一侧,第二卡板连接在液压加载系统的另一侧;液压加载系统3在一侧通过第一销 轴连接第一油缸连接耳板401和第一卡板而与桁架的腹板连接,在另一侧通过第二销轴连 接第二油缸连接耳板402和第二卡板而与反力架1连接。图3a为第一油缸连接耳板的结构示 意图,图3b为第二油缸连接耳板的结构示意图,图3c为销轴的结构示意图,图3d为卡板的结 构示意图。
[0028] 其中,该反力架1为单品桁架结构,一方面加工方便,便于安装调试,另一方面可以 很好地模拟节点2的实际受力。反力架1为内力结构,力流在其内部循环,保证整个试验台无 对外作用力,无需安装底座或安装平台,便于吊装。
[0029] 待测的节点2为钢板冲压加工而成,钢板材料和尺寸根据实际需要选择,其单独冲 压好后焊接在反力架1的主弦杆上,整个测试结构就如同截取了桁架结构中的一小段,节点 2与实际组成的桁架结构类似,能够很好地模拟“包容式”节点的实际受力,图1所示为整个 测试结构的结构示意图。 _30]液压加载系统3用于对节点2施加拉力和压力,兼顾了静载施加功能和动载施加功 能,能够用于对节点2进行静载受力试验和动态疲劳试验。该液压加载系统3包括油箱17、栗 站7、阀组8、蓄能器9、压力表10、带数字显示的第一压力传感器11和带数字显示的第二压力 传感器I3、第一压力继电器12、第二压力继电器14、第一加载油缸15和第二加载油缸16。图2 为该液压加载系统3的液压原理图。
[0031]油箱I7用于储存液压加载系统3所需的液压油;泵站7与油箱17连接,为液压加载 系统3提供动力。阀组8与油箱17和所述泵7站均连接,第一加载油缸15和第二加载油缸16均 与阀组8连接,用于对待测的节点2进行加载,阀组8实现第一加载油缸15和第二加载油缸16 的换向和压力控制。液压加载系统3对节点2进行疲劳试验时的压力切换控制策略如图4所 7Jn 〇
[0032]第一压力继电器I2连接在阀组8与第一加载油缸I5的有杆腔之间以及阀组8与第 二加载油缸16的有杆腔之间,用于在第一加载油缸I5和第二加载油缸16的有杆腔的压力到 达设定值时控制阀组8中的电磁换向阀换向。第二压力继电器14连接在阀组8与第一加载油 缸I5的无杆腔之间以及阀组8第二加载油缸16的无杆腔之间,用于在第一加载油缸15和第 二加载油缸16的无杆腔的压力到达设定值时控制阀组8中的电磁换向阀换向。
[0033]蓄能器9安装在液压泵输出口与换向阀进油口之间,用于吸收液压加载系统3在换 向时的冲击能量。
[0034]压力表1〇连接在液压泵输出口与换向阀进油口之间,用于显示液压加载系统3的 液压栗输出口与换向阀进油口之间的油压。
[0035]第一压力传感器11用于数字显示第一加载油缸15和第二加载油缸16中的有杆腔 的压力值;第二压力传感器13用于数字显示第一加载油缸15和第二加载油缸16中的无杆腔 的压力值。
[0036]液压加载系统3还包括阀组2中的手动换向阀,以辅助手动实现静载实验中的加载 油缸拉、压力的切换。
[0037]前述液压加载系统3在两端与桁架的腹板和反力架的连接均通过其两端的加载油 缸来实施。
[0038] 销轴5与油缸连接耳板401和402连接时要保证其安装精度,避免安装间隙太大,以 防疲劳实验中产生较大的噪声。
[0039] 本实用新型的实施过程如下:
[0040] 将冲压加工好的节点2焊接在反力架1上,构成一个单榀桁架结构,节点2即为桁架 结构的节点。桁架结构的腹杆与节点2相贯焊接。将液压加载系统3中的第一加载油缸15和 第二加载油缸16与反力架1的腹杆和反力架1通过油缸连接耳板401、油缸连接耳板402、销 轴5和卡板6连接起来;油缸连接耳板4与桁架1的腹杆和反力架1焊接。根据试验要求设定液 压加载系统3中各部分的压力值,包括阀组2中液压阀的压力值和第一压力继电器12、第二 压力继电器14的压力值。根据试验要求设定液压加载系统3中的第一压力继电器12和第二 压力继电器14的延时时间T,从而实现对疲劳试验压力切换频率f的设定。
[0041]本实用新型巧妙地利用节点单榀桁架结构作为试验测试装置的总体结构,结构简 洁,便于加工和安装,试验台的单榀桁架结构构成了一个内力结构,故无需安装平台和底 座,并可随意吊装;将待测节点直接焊接到桁架结构中去,能十分准确地模拟节点的受力情 况。该试验台既能对待测节点进行静力加载实验,又能对其进行动态疲劳实验,在同一平台 上实现了两个测试功能;可以数字模拟实际油缸的加载载荷大小,并能记录疲劳实验进行 的次数。
[0042]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实 用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说 明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本实用新型不限于这 里的实施例,本领域技术人员根据本实用新型的揭示,不脱离本实用新型范畴所做出的改 进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:包括反力架(1)、液压加载系统(3); 所述反力架(1)用于安装待测的节点(2);所述液压加载系统⑶在一端连接桁架的腹杆,在 另一端与所述反力架(1)连接。
2.根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:还包括连接结构; 所述连接结构至少包括一组油缸连接耳板、销轴⑸和卡板(6);所述液压加载系统(3)通过 所述连接结构与所述桁架的腹板连接,和/或所述液压加载系统(3)通过所述连接结构与所 述反力架连接。
3.根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述连接结构包括 两组油缸连接耳板、销轴和卡板; 第一油缸连接耳板(401)焊接在所述桁架的腹板上,第二油缸连接耳板(402)焊接在反 力架(1)上;第一卡板连接在所述液压加载系统的一侧,第二卡板连接在所述液压加载系统 的另一侧;所述液压加载系统(3)在一侧通过第一销轴连接第一油缸连接耳板(401)和第一 卡板而与所述桁架的腹板连接,在另一侧通过第二销轴连接第二油缸连接耳板(402)和第 二卡板而与所述反力架(1)连接。
4.根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述反力架(1)为 单品桁架结构,为内力结构。
5.根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述液压加载系统 (3)包括油箱(17),以储存所述液压加载系统(3)所需的液压油; 与所述油箱(17)连接的泵站(7),以为所述液压加载系统⑶提供动力; 与所述油箱(17)和所述泵站(7)均连接的阀组(8),和与所述阀组(8)连接的用于对待 测节点进行加载的第一加载油缸(I5)和第二加载油缸(16),以由所述阀组(8)实现第一加 载油缸(15)和第二加载油缸(16)的换向和压力控制; 连接在所述阀组(8)与所述第一加载油缸(15)的有杆腔之间以及阀组(8)与第二加载 油缸(I6)的有杆腔之间的第一压力继电器(1¾,以在第一加载油缸(15)和第二加载油缸 (16)的有杆腔的压力到达设定值时控制所述阀组(8)中的电磁换向阀换向;以及 连接在所述阀组(8)与所述第二加载油缸(16)的无杆腔之间以及阀组(8)与第二加载 油缸(16)的无杆腔之间的第二压力继电器(14),以在第一加载油缸(15)和第二加载油缸 (16)的无杆腔的压力到达设定值时控制所述阀组¢)中的电磁换向阀换向。
6.根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述液压加载系统 (3)还包括安装在液压栗输出口与换向阀进油口之间的蓄能器(9),以吸收所述液压加载系 统⑶在换向时的冲击能量。
7. 根据权利要求1所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述液压加载系统 (3)还包括连接在液压栗输出口与换向阀进油口之间的压力表(10),以显示所述液压加载 系统⑶的液压泵输出口与换向阀进油口之间的油压。
8. 根据权利要求5所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述液压加载系统 (3)还包括用于数字显示所述第一加载油缸(15)和第二加载油缸(16)中的有杆腔的压力值 的第一压力传感器;以及 用于数字显示所述第一加载油缸(15)和第二加载油缸(16)中的无杆腔的压力值的第 二压力传感器。
9.根据权剂安求5所还的用丁W朱下M试验的试验台,其特征在于:所述液压加载系统 (3)还包括阀组(8)中的手动换向阀,以辅助手动实现静载实验中的加载油缸拉、压力的切 换。
10.根据权利要求5所述的用于桁架节点试验的试验台,其特征在于:所述桁架节点为 桁架金属结构节点。
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