CN209820753U - 拱结构任意位置径向加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及拱结构任意位置径向加载装置，包括支架，固定在支架上的电动滑轨，加载机构，支座；拱结构的两端均固定在支座上，电动滑轨包括旋转式安装的丝杠和套在丝杠上的滑台，拱结构的圆心在丝杠的轴线上，电动滑轨通过可拆卸组件固定在支架上，加载机构包括固定在滑台上的连接杆，套在连接杆上的移动圈，力传感器，夹着拱结构的夹具；力传感器的一端与移动圈相固定，力传感器的另一端与夹具相固定。加载装置可以对拱结构任意径向方向进行施加集中力载荷，属于拱结构实验装置的技术领域。

Description

拱结构任意位置径向加载装置

技术领域

本实用新型涉及拱结构实验装置的技术领域，尤其涉及拱结构任意位置径向加载装置。

背景技术

在进行拱结构实验时，需要对拱结构在任意径向方向上进行施加集中载荷，从而收集相应的数据，并进行后续的实验处理，目前拱结构的实验往往只能对拱结构进行某一径向方向的实验，收集某一径向方向的实验数据，若是需要对不同方向进行实验，则需要不同的实验装置。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种拱结构任意位置径向加载装置，可以对拱结构进行施加载荷，并且可以对任意径向方向进行施加载荷。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

拱结构任意位置径向加载装置，包括支架，固定在支架上的电动滑轨，加载机构，支座；拱结构的两端均固定在支座上，电动滑轨包括旋转式安装的丝杠和套在丝杠上的滑台，拱结构的圆心在丝杠的轴线上，电动滑轨通过可拆卸组件固定在支架上，加载机构包括固定在滑台上的连接杆，套在连接杆上的移动圈，力传感器，夹着拱结构的夹具；力传感器的一端与移动圈相固定，力传感器的另一端与夹具相固定。

支架包括两根对称竖直放置的立杆和两根水平放置的横杆；横杆的两端通过螺钉固定在立杆上，两根横杆上下分布。

电动滑轨还包括电机和架体，丝杠旋转式安装在架体上，电机固定在架体的底部，电机的输出端与丝杠相连接，架体通过可拆卸组件固定在支架上。

可拆卸组件包括固定板、固定螺栓和螺母；架体内设有凹槽，螺母位于凹槽内，固定螺栓穿过固定板并与螺母螺纹连接，固定板和架体分居横杆的两边，固定板的四个角落均设有固定螺栓，其中两个固定螺栓位于横杆的上方，另两个固定螺栓位于横杆的下方。

力传感器的上端通过第一螺栓与移动圈相固定，力传感器的下端通过第二螺栓与夹具相固定。

加载装置还包括第三螺栓，移动圈上设有螺纹孔，第三螺栓通过螺纹孔与移动圈螺纹连接，且第三螺栓顶着连接杆。

夹具包括上夹杆和下夹杆，上夹杆的两端和下夹杆的两端固定在一起，拱结构位于上夹杆和下夹杆之间，力传感器的下端通过第二螺栓与上夹杆相固定。

架体的两端设置有行程感应开关。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

本加载装置可以对拱结构进行施加载荷，并且可以对任意径向方向进行施加集中载荷。支架的结构简单，制作成本低。电动滑轨属于现有技术，可以直接购买替换损坏的电动滑轨。可拆卸组件可以将电动滑轨固定在横杆上。力传感器可以反馈相应的信号，用于数据处理。移动圈可以在连接杆上移动，并采用第三螺栓将移动圈固定好。夹具可以对拱结构进行直接的载荷施加。

附图说明

图1是本加载装置的主视图。

图2是本加载装置的左视图。

图3是本加载装置的俯视图。

图4是加载机构的结构示意图。

图5是可拆卸组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为立杆，2为横杆，3为滑台，4为丝杠，5为电机，6为行程感应开关，7为架体，8为拱结构，9为连接杆，10为移动圈，11为力传感器，12为夹具，13为支座，14为框架，15为第一螺栓，16为第二螺栓，17为第三螺栓，18为上夹杆，19为下夹杆，20为固定板，21为固定螺栓，22为凹槽内的螺母。

结合图1、图2、图3所示，拱结构任意位置径向加载装置，包括支架，固定在支架上的电动滑轨，加载机构，支座。拱结构的两端均固定在支座上，支座有两个，一个支座位于支架的左边，另一个支座位于支架的右边，拱结构的左端固定在左边的支座上，拱结构的右端固定在右边的支座上，支座固定在框架上。电动滑轨属于现有技术，电动滑轨包括旋转式安装的丝杠和套在丝杠上的滑台，滑台内可设置螺母，螺母与滑台固定在一起，螺母则套在丝杠上，从而实现滑台套装在丝杠上，且实现丝杠的旋转运动变为滑台的直线运动。拱结构是一个弧形拱，结合图1所示，拱结构的圆心在丝杠的轴线上，即从前视方向上看，拱结构的圆心在丝杠轴线的延长线上。电动滑轨通过可拆卸组件固定在支架上，当拆开可拆卸组件后，电动滑轨可以随意移动和转动，使用可拆卸组件将电动滑轨固定在支架上后，则电动滑轨不能移动和转动了，电动滑轨固定后，应当使拱结构的圆心在丝杠轴线的延长线上，电动滑轨指向拱结构的圆心。加载机构包括固定在滑台上的连接杆，套在连接杆上的移动圈，力传感器，夹着拱结构的夹具。可以人为驱动移动圈在连接杆上移动，力传感器的一端与移动圈相固定，力传感器的另一端与夹具相固定。

结合图1所示，支架包括两根对称竖直放置的立杆和两根水平放置的横杆。两根立杆左右对称放置，横杆的两端通过螺钉固定在立杆上，两根横杆上下分布。

结合图1、图2所示，电动滑轨还包括电机和架体，丝杠旋转式安装在架体上，丝杆可以相对架体旋转，电机固定在架体的底部，电机的输出端与丝杠相连接，电机驱动丝杠旋转。架体通过可拆卸组件固定在支架上。

结合图5所示，可拆卸组件包括固定板、固定螺栓和螺母。架体内设有凹槽，螺母位于凹槽内，凹槽可以为T型槽，凹槽限制了螺母只能在里面直线移动，螺母只能从凹槽的两端滑出来，固定板上设有孔，然后固定螺栓穿过固定板并与螺母螺纹连接，即将架体和横杆固定在一起，固定板和架体分居横杆的两边，固定板位于横杆的一边，架体位于横杆的另一边。固定板的四个角落均设有固定螺栓，相应的，螺母也有四个，螺母和固定螺栓配套，架体上设置的凹槽的位置和数量也和固定螺栓所在的位置相适应，其中两个固定螺栓位于横杆的上方，另两个固定螺栓位于横杆的下方。

可拆卸组件至少有两组，一组可拆卸组件放置在上边的横杆上，用于固定架体的上端，另一组可拆卸组件放置在下边的横杆上，用于固定架体的下边。

结合图2、图4所示，力传感器的上端通过第一螺栓与移动圈相固定，力传感器的下端通过第二螺栓与夹具相固定。第一螺栓的上端与移动圈螺纹连接，第一螺栓的下端与力传感器的上端连接，第二螺栓的上端与力传感器连接，第二螺栓的下端与夹具的螺纹连接。

结合图2、图4所示，加载装置还包括第三螺栓，移动圈上设有螺纹孔，第三螺栓通过螺纹孔与移动圈螺纹连接，且第三螺栓顶着连接杆。

结合图2、图4所示，夹具包括上夹杆和下夹杆，上夹杆的两端和下夹杆的两端固定在一起，拱结构位于上夹杆和下夹杆之间，力传感器的下端通过第二螺栓与上夹杆相固定。架体的两端设置有行程感应开关，由于设置了行程感应开关，当滑台碰到行程感应开关的时候，通过其它控制系统的控制，比如控制系统控制电机反转，滑台则朝相反方向运动，控制系统则属于现有技术了。

本加载装置的工作原理是：将电动滑轨放置在指定的位置，并使得拱结构的圆心在丝杠轴线的延长线上，然后电机驱动丝杠旋转，滑台相对丝杠直线移动，滑台的移动带动连接杆移动，连接杆通过移动圈、第一螺栓、第二螺栓、力传感器带动夹具移动，夹具对拱结构进行施加载荷。

拱结构在对称荷载作用下，可能会发生极值点屈曲或者分叉屈曲，但在实际生活中，通常是不对称荷载作用于拱结构上的，即使拱顶集中力荷载，也是无法精准施加，这种情况均可被视为任意径向集中荷载。本装置可将电动滑轨架于横杆上并使其中心轴穿过拱结构的圆心，再通过调节电动滑轨的角度来调节径向集中力的加载位置，借助数据采集设备(本实用新型未提及，数据采集设备属于现有技术)可实时采集拱的荷载位移曲线，自动跟踪拱失稳过程的平衡路径，捕捉其失稳上极值点、下极值点，该装置可用于研究圆弧拱在不同径向集中荷载位置下的非线性平衡和临界屈曲荷载等平面内稳定性的问题。该装置属于实验装置，是用来做实验的。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：包括支架，固定在支架上的电动滑轨，加载机构，支座；拱结构的两端均固定在支座上，电动滑轨包括旋转式安装的丝杠和套在丝杠上的滑台，拱结构的圆心在丝杠的轴线上，电动滑轨通过可拆卸组件固定在支架上，加载机构包括固定在滑台上的连接杆，套在连接杆上的移动圈，力传感器，夹着拱结构的夹具；力传感器的一端与移动圈相固定，力传感器的另一端与夹具相固定。

2.按照权利要求1所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：支架包括两根对称竖直放置的立杆和两根水平放置的横杆；横杆的两端通过螺钉固定在立杆上，两根横杆上下分布。

3.按照权利要求1所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：电动滑轨还包括电机和架体，丝杠旋转式安装在架体上，电机固定在架体的底部，电机的输出端与丝杠相连接，架体通过可拆卸组件固定在支架上。

4.按照权利要求3所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：可拆卸组件包括固定板、固定螺栓和螺母；架体内设有凹槽，螺母位于凹槽内，固定螺栓穿过固定板并与螺母螺纹连接，固定板和架体分居横杆的两边，固定板的四个角落均设有固定螺栓，其中两个固定螺栓位于横杆的上方，另两个固定螺栓位于横杆的下方。

5.按照权利要求1所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：力传感器的上端通过第一螺栓与移动圈相固定，力传感器的下端通过第二螺栓与夹具相固定。

6.按照权利要求1所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：加载装置还包括第三螺栓，移动圈上设有螺纹孔，第三螺栓通过螺纹孔与移动圈螺纹连接，且第三螺栓顶着连接杆。

7.按照权利要求5所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：夹具包括上夹杆和下夹杆，上夹杆的两端和下夹杆的两端固定在一起，拱结构位于上夹杆和下夹杆之间，力传感器的下端通过第二螺栓与上夹杆相固定。

8.按照权利要求3所述的拱结构任意位置径向加载装置，其特征在于：架体的两端设置有行程感应开关。