CN206848039U - 模块化疲劳试验场地及配套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化疲劳试验场地及配套装置，所述模块化疲劳试验场地及配套装置，包括基座、底板、若干减隔震模块、若干配件模块单元；底板通过可拆卸连接件安装在基座上方，且底板的下板面与基座之间布设有若干减隔震模块；而底板的上板面则安装有若干配件模块单元，各配件模块单元在底板上的位置可调，同时配件模块单元上具有用于安装工件的固定部。本实用新型在底板和基座之间设置减隔震模块，能够有效的降低疲劳试验过程中整体振动，减小对外界的影响。

Description

模块化疲劳试验场地及配套装置

技术领域

本实用新型属于疲劳试验领域，具体涉及模块化疲劳试验场地及配套装置。

背景技术

结构与材料的疲劳是目前许多领域，尤其是工程领域最为常见的一个现象。由于现有的数值模拟技术难以有效的反映疲劳损伤的具体过程，以及疲劳损伤过程中的随机性，因此人们对疲劳的研究仍大多基于疲劳试验。以往的疲劳试验设备大多采用液压伺服试验装置，但由于液压伺服加载的频率较低，使得疲劳试验周期较长，制约了疲劳试验研究的大批量开展。近几年，国外研发了依托振动电机的机械型疲劳试验机，一定程度上改善了疲劳试验研究周期长、成本高的现状，加快了疲劳试验研究的数量，提高了研究质量。但是，由于对机械型疲劳试验机前期相关研究较少，使得疲劳试验机在实际使用时存在振动影响大、设备适用性低，难以满足大型疲劳试验需求，同时也缺乏相应的场地以及管理技术来适应新型机械型疲劳试验机的试验工作需求。因此，为了能够降低疲劳试验机试验过程对外界振动的影响以及适应不同试件尺寸的加载需求，亟需提出一种相应的疲劳试验场地及其配套设备，以充分发挥机械型疲劳试验机的自身特点，提高试验效率和安全性，实现疲劳试验的合理化、多样化。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型针对现有疲劳试验，提出一种模块化的疲劳试验场地及配套装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的模块化疲劳试验场地及配套装置采用如下技术方案：

一种模块化疲劳试验场地及配套装置，包括基座、底板、若干减隔震模块、若干配件模块单元；底板通过可拆卸连接件安装在基座上方，且底板的下板面与基座之间布设有若干减隔震模块；而底板的上板面则安装有若干配件模块单元，各配件模块单元在底板上的位置可调，同时配件模块单元上具有用于安装工件的固定部。

优选地，所述减隔震模块为圆柱状的减震橡胶块；基座上布设有若干用于安装隔减震模块的减震橡胶下部固定端，而底板的下表面则在各减震橡胶下部固定端的对应位置处布设减震橡胶上部固定端；减震橡胶块的上、下两端分别对应地通过减震橡胶上部固定端、减震橡胶下部固定端的固定而安装在底板的下板面与基座之间。

优选地，所述底板包括一块以上的底板模块单元；所述基座包括一个以上的基座模块单元；底板模块单元与基座模块单元一一对应设置；且底板模块单元包括两块以上时，相邻的两块底板模块单元通过底板连接结构拼装。

优选地，底板连接结构包括底板连接板，底板的两端均通过双向螺纹杆组件与相邻的两块底板模块单元对应连接固定；双向螺纹杆组件包括双向螺纹杆、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，第一锁紧螺母与第二锁紧螺母的旋向相反；所述双向螺纹杆为阶梯状螺杆，包括能够与第一锁紧螺母螺纹配合的双向螺纹杆下部、能够与第二锁紧螺母螺纹配合的双向螺纹杆上部，双向螺纹杆下部的外螺纹直径小于双向螺纹杆上部的外螺纹直径；双向螺纹杆下部依次与第一锁紧螺母、底板连接板、底板模块单元螺纹旋紧固定，且第一锁紧螺母与双向螺纹杆的阶梯面之间具有垫片，而双向螺纹杆上部则与第二锁紧螺母螺纹旋紧固定。

优选地，所述底板模块单元上布置有若干以矩形阵列分布的底板-配件螺栓孔，相邻的两个底板-配件螺栓孔之间的间距一致。

优选地，所述底板模块单元呈矩形状，且底板模块单元的四个角部位置均设置有一个底板-基座螺栓孔；基座在各底板-基座螺栓孔对应位置处设置有一根底板连接杆，底板连接杆穿过底板-基座螺栓孔后，通过底板螺母锁紧。

优选地，所述配件模块单元有两类，分别为配件模块单元I、配件模块单元II；其中：配件模块单元I、配件模块单元II均为截面为正方形的空心块体结构，配件模块单元I的侧壁长度大于配件模块单元II的侧壁长度，且配件模块单元I的各侧壁均布置四个固定孔a，而配件模块单元II的各侧壁则分别布置六个间距固定孔b，固定孔a和固定孔b内径一致，且在配件模块单元I的侧壁上，相邻两个固定孔a之间的间距，以及在配件模块单元II的侧壁上，相邻两个固定孔b之间的间距，均与底板上相邻两个底板-配件螺栓孔之间的间距一致。

优选地，所述底板呈矩形状，且底板的四条外侧边均布置有轨道；四条外侧边的其中一组相对平行的侧边可滑动地安装门式框架，该门式框架的横梁上布置有两个以上的多功能夹头，多功能夹头能够通过绳索悬吊待测试件。

有益效果：

1、本实用新型设置的减隔震模块，能够有效的降低疲劳试验过程中整体振动，减小对外界的影响。

2、本实用新型提出了一个独立的疲劳试验场地模块，通过基座模块单元、底板模块单元、配件模块、底板连接板、双向螺纹杆做到了每个疲劳试验场地模块的独立工作和共同工作，解决了现有疲劳试验场地设计和规划不合理现状。

3、通过连接板的多样化配合，满足了疲劳试验多样化需求。

附图说明

图1是本实用新型的疲劳试验模块分解图；

图2是本实用新型的疲劳试验模块透视图；

图3是本实用新型的配件模块单元透视图；

图4是本实用新型的配件模块单元与试件组合方式示意图；

图5是本实用新型的底板连接板分解图；

图6是本实用新型的底板连接板和双向螺纹杆剖面图；

图7是本实用新型的模块化疲劳试验场地节段试件试验实施例一；

图8是本实用新型的模块化疲劳试验场地节段试件试验实施例二；

图9是本实用新型的模块化疲劳试验场地节段试件试验实施例三；

图10是本实用新型的模块化疲劳试验场地足尺试件试验实施例；

图11是本实用新型的模块化疲劳试验场地不同类型试件试验实施例；

图12是本实用新型的模块化疲劳试验场地与实验室吊机配套试验的实施例；

图1和图2中，1、基座模块单元 ；11、减震橡胶下部固定端；12、底板连接杆；121、基座-底板螺栓孔；122、橡胶圈；123、底板螺栓；2、底板模块单元；21、减震橡胶上部固定端；22、底板-底板螺栓孔；23、底板-配件螺栓孔；3b、配件模块单元Ⅱ；31、配件模块单元螺栓孔；32、橡胶垫；331、小型试件；4、减隔震模块；

图3和图4中，3a、配件模块单元Ⅰ；

图5和图6中，24、环形橡胶垫 ；5、底板连接板；6、双向螺纹杆；6a、双向螺纹杆下部；6b、双向螺纹杆上部；61、顺时针螺母；62、逆时针螺母；63、垫片；

图7、图8和图9中，332、节段试件；7、振动电机；8、辅助加载装置；81、辅助垫块；

图10、图11和图12中，333、足尺试件；334、节段弯曲试件；9、门式框架；91、轨道；92、多功能夹头；93、绳索。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1和图2所示，模块化疲劳试验场地及配套装置，包括基座模块单元1、底板模块单元2和配件模块单元3a、3b和减隔震模块单元4。所述基座模块单元1包括减震橡胶下部固定端11、底板连接杆12，所述底板连接杆12包括基座-底板螺栓孔121、橡胶圈122、底板螺栓123。所述底板模块单元2包括减震橡胶上部固定端21、底板-底板螺栓孔22、底板-配件螺栓孔23。所述配件模块单元3a、3b包括配件模块单元螺栓孔31、橡胶垫32。所述减隔震模块单元4安装在所述基座模块单元1与所述底板模块单元2之间，通过所述减震橡胶下部固定端11和所述减震橡胶上部固定端21与所述基座模块单元1与所述底板模块单元2相互连接。

如图3和图4给出了两种基本配件模块单元3a、3b，即配件模块单元Ⅰ3a和配件模块单元Ⅱ3b。其中配件模块单元可根据不同试验需求，在满足所述底板模块单元2的基本要求下，可自行设计定制。所述配件模块单元3a、3b与不同试件331、332、333、334之间设置橡胶垫32，并通过高强螺栓连接，起到减震和降低磨损的作用。所述配件模块单元3a、3b可通过不同组合，改变加载高度，实现不同位置的试验加载需求。图4为两个所述配件模块单元Ⅱ3b通过叠加实现小型试件331竖向加载需求的一个实施例。

如图5和图6所示，所述底板连接板5为一矩形的钢板，包括双向螺纹杆6、顺时针螺母61、逆时针螺母62和垫片63。相邻所述底板模块单元2之间设置有环形橡胶垫24。当没有连接所述底板连接板5时，相邻底板模块单元2之间的振动相互独立，即每块所述底板模块单元2上可进行独立的疲劳试验，起到隔振作用，并降低了相邻底板模块单元2之间的相互磨损。当相邻的所述底板模块单元2通过所述地板连接板5和所述双向螺纹杆6进行固定连接时，相邻底板模块单元2可形成一个整体，使得相邻底板模块单元2变形和振动保持一致，有利于开展节段或足尺试件的疲劳试验，实现了不同疲劳试验场地的功能性区分。所述双向螺纹杆6为一整体，但其上下大小不一致，分为双向螺纹杆下部6a和双向螺纹杆上部6b，分别设置了逆时针螺纹和顺时针螺纹，通过逆时针螺母62和顺时针螺母61实现单向的紧锁。所述配件模块单元3a、3b与所述底板模块单元2的连接也采用所述双向螺纹杆6连接。

如图7所示，为本实用新型的节段试件疲劳试验实施例一。通过所述底板连接板5将相邻的底板模块单元2宽度方向进行固定，断开其它方向的底板连接板5，从而拓展了单个底板模块单元2，实现了共同工作。该拓展方式可以开展节段试件332的疲劳试验。

如图8所示，为本实用新型节段试件疲劳试验实施例二。通过所述配件模块单元Ⅱ3b的叠加，可以提高节段试件332的试验净高度，满足疲劳试验过程中顶板下部观测和检测疲劳裂纹的需求，同时也可安置其它高度较高的辅助设备。

如图9所示，为本实用新型节段试件疲劳试验实施例三。若要满足多点加载或等相位加载需求，可在实施例一布置的基础上，在试验场地两边单独设置加载模块，通过配件模块单元3a、3b、辅助加载装置8和辅助垫款81的相互配合，实现多点或等相位加载。每个辅助加载装置8对用的底板模块单元2不进行连接，确保加载点的独立性。

如图10所示，为本实用新型足尺试件疲劳试验实施例。通过多个底板模块单元2的组合本实施例中采用6个底板模块单元，可以进一步拓展试验需求，满足足尺试件333的加载要求。同时，通过底板连接板5将6个底板模块单元2相邻的边进行连接，实现6个底板模块单元2的共同工作，防止了试验过程中的振动不协调。

如图11所示，为本实用新型不同类型试件试验实施例。疲劳试验场地可根据实际场地大小，设置多个模块场地。通过底板连接板5的设置，可将多个模块场地拼接和断开，实现在同一个场地下不同类型试件331、332、334的加载且相互不干扰。

如图12所示，为本实用新型试验场地与实验室吊机配套试验的实施例。根据实验室条件，可将本实用新型试验场地与实验室吊机系统进行配套。在试验场地边缘设置轨道91，轨道91上部可安装一定大小的门式框架9，同时设置多功能夹头92。根据所安装在多功能夹头92上设备的不同，可以对足尺试件333进行吊装、运输和安置。当多功能夹头92上安装液压千斤顶时，可以对较厚的试件比如，带铺装的足尺试件进行加载。

基于上述模块化疲劳试验场地及配套装置的疲劳试验方法，包括以下步骤：

第一步：按照待测试件尺寸、形状的不同，将待测试件分类为小型试件、节段试件、节段弯曲试件、足尺试件；

第二步：针对各类试件，准备大小适宜的基座、底板，并确定好布置在底板上的用于安装待测试件的配件模块单元的类型、数量以及位置；

其中：

对于小型试件，通过一个配件模块单元悬臂安装在底板上即可；

对于节段试件，两端分别通过一个配件模块单元安装在底板上，且两个配件模块单元能够处于节段试件所在直线上；

对于节段弯曲试件，两端分别通过一个配件模块单元安装在底板上，且两个配件模块单元能够处于节段弯曲试件所在弧形上；

对于足尺试件，其一组相互平行的侧边分别通过一排配件模块单元固定安装在底板上；

第三步： 根据疲劳试验方案，确定好适宜的基座、底板、布置在底板上的用于安装试验设备的配件模块单元的类型、数量以及位置；

第四步：综合考虑第二步、第三步确定的数据，最终确定基座、底板的大小，以及构成底板的各底板模块单元之间的连接关系；

第五步：将最终确定好的基座、底板以及配件模块单元组装；

第六步：开始疲劳试验。

Claims (8)

1.一种模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，包括基座、底板、若干减隔震模块、若干配件模块单元；底板通过可拆卸连接件安装在基座上方，且底板的下板面与基座之间布设有若干减隔震模块；而底板的上板面则安装有若干配件模块单元，各配件模块单元在底板上的位置可调，同时配件模块单元上具有用于安装工件的固定部。

2.根据权利要求1所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述减隔震模块为圆柱状的减震橡胶块；基座上布设有若干用于安装隔减震模块的减震橡胶下部固定端，而底板的下表面则在各减震橡胶下部固定端的对应位置处布设减震橡胶上部固定端；减震橡胶块的上、下两端分别对应地通过减震橡胶上部固定端、减震橡胶下部固定端的固定而安装在底板的下板面与基座之间。

3.根据权利要求1或2所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述底板包括一块以上的底板模块单元；所述基座包括一个以上的基座模块单元；底板模块单元与基座模块单元一一对应设置；且底板模块单元包括两块以上时，相邻的两块底板模块单元通过底板连接结构拼装。

4.根据权利要求3所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，底板连接结构包括底板连接板，底板的两端均通过双向螺纹杆组件与相邻的两块底板模块单元对应连接固定；双向螺纹杆组件包括双向螺纹杆、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母，第一锁紧螺母与第二锁紧螺母的旋向相反；所述双向螺纹杆为阶梯状螺杆，包括能够与第一锁紧螺母螺纹配合的双向螺纹杆下部、能够与第二锁紧螺母螺纹配合的双向螺纹杆上部，双向螺纹杆下部的外螺纹直径小于双向螺纹杆上部的外螺纹直径；双向螺纹杆下部依次与第一锁紧螺母、底板连接板、底板模块单元螺纹旋紧固定，且第一锁紧螺母与双向螺纹杆的阶梯面之间具有垫片，而双向螺纹杆上部则与第二锁紧螺母螺纹旋紧固定。

5.根据权利要求3所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述底板模块单元上布置有若干以矩形阵列分布的底板-配件螺栓孔，相邻的两个底板-配件螺栓孔之间的间距一致。

6.根据权利要求5所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述底板模块单元呈矩形状，且底板模块单元的四个角部位置均设置有一个底板-基座螺栓孔；基座在各底板-基座螺栓孔对应位置处设置有一根底板连接杆，底板连接杆穿过底板-基座螺栓孔后，通过底板螺母锁紧。

7.根据权利要求5所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述配件模块单元有两类，分别为配件模块单元I、配件模块单元II；其中：配件模块单元I、配件模块单元II均为截面为正方形的空心块体结构，配件模块单元I的侧壁长度大于配件模块单元II的侧壁长度，且配件模块单元I的各侧壁均布置四个固定孔a，而配件模块单元II的各侧壁则分别布置六个间距固定孔b，固定孔a和固定孔b内径一致，且在配件模块单元I的侧壁上，相邻两个固定孔a之间的间距，以及在配件模块单元II的侧壁上，相邻两个固定孔b之间的间距，均与底板上相邻两个底板-配件螺栓孔之间的间距一致。

8.根据权利要求1所述的模块化疲劳试验场地及配套装置，其特征在于，所述底板呈矩形状，且底板的四条外侧边均布置有轨道；四条外侧边的其中一组相对平行的侧边可滑动地安装门式框架，该门式框架的横梁上布置有两个以上的多功能夹头，多功能夹头能够通过绳索悬吊待测试件。