CN209927594U - 一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工装技术领域，本实用新型的技术方案为：一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，包括基板，所述基板的表面转动连接有可调加载板，所述可调加载板的一端转动连接有支撑板，所述支撑板与所述基板相接触，所述基板的表面还滑动设置有限位滑块，所述限位滑块与所述支撑板相接触；所述可调加载板的表面具有凹槽，所述凹槽内设置有试件压块，薄管套设于所述试件压块外部且与凹槽的内壁相接触；所述限位滑块通过定位螺丝紧固于所述基板表面，所述基板的表面对应定位螺丝处具有波纹槽。本实用新型的薄管试件倾斜固定在基座上，固定端牢靠且容易拆卸；可调加载板的倾斜角度可调节；基座和加载面都有足够刚度，不影响薄管试件变形；装置机械加工容易，成本低。

Description

一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置

技术领域

本实用新型涉及工装技术领域，尤其涉及到一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置。

背景技术

撞击引起的破坏是交通事故中导致人员伤亡和货物损失的主要原因，设计合适的防撞吸能装置一直是重要的工程议题。薄壁管件结构由于具有比吸收能高、变形形态稳定、成本低等优点，被广泛应用于防撞吸能领域。学术界也大量开展了对薄壁圆管吸能性能的研究。比如很多学者研究了薄管变形模式，在受到轴向压缩载荷时，金属薄管会产生局部屈曲和局部塑性铰，生成特有的褶皱变形形态，此过程会通过大量塑性变形而耗散冲击能量，从而使冲击力起到减缓。这种褶皱变形形态也叫渐进式折叠，是金属薄管能量耗散的主要来源。对于复合材料管，与金属管不同，能量耗散主要来自于管壁的分层、损伤和断裂。这些研究为我们认识和理解薄壁管状结构的吸能性能和变形行为打下了基础。

已有的研究主要针对轴向载荷工况，但薄壁管件在实际应用中除了受到轴向载荷，还经常受到倾斜载荷的作用，如车辆斜撞击壁面，轮船侧撞击桥墩或冰山。在倾斜载荷下，薄壁管件容易发生整体失稳。一旦失稳发生，管件便不再沿着渐进式折叠的路径变形，而是在弯矩作用下发生整体塑性屈曲，从而使压缩力急剧下降，导致吸收能量比渐进式折叠形态小一个数量级。如何防范倾斜加载工况下的整体屈曲，是设计薄管吸能结构时必须考虑的问题。实践表明，在倾斜载荷下，管件的变形形态主要取决于载荷倾角，即载荷方向与管轴线的夹角。该角度越大，管件越容易发生整体屈曲。我们把不发生整体屈曲的最大载荷倾角叫做临界载荷倾角。提升管件吸能结构对倾斜加载工况的适应能力的主要途径，就是通过改变管件的几何和材料属性，来提高临界载荷倾角。

为了研究薄管在倾斜载荷下的吸能性能，必须开展薄管结构倾斜加载的实验。目前，已公开的加载实验台大都是针对轴向加载，能够进行倾斜加载的试验台很少。且在已公开的倾斜加载实验中，试件还是竖直放置，只是加载端面引入一定倾斜度。这种加载方式并不是严格意义上的倾斜加载，因为试件轴向还是平行于加载端移动方向，加载工况并不是最易发生整体屈曲的工况。试件倾斜放置的加载实验平台还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置。

本实用新型的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：

一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，包括基板，所述基板的表面转动连接有可调加载板，所述可调加载板的一端转动连接有支撑板，所述支撑板与所述基板相接触，所述基板的表面还滑动设置有限位滑块，所述限位滑块与所述支撑板相接触；

所述可调加载板的表面具有凹槽，所述凹槽内设置有试件压块，薄管套设于所述试件压块外部且与凹槽的内壁相接触；

所述限位滑块通过定位螺丝紧固于所述基板表面，所述基板的表面对应定位螺丝处具有波纹槽。

本实用新型的进一步设置为：所述可调加载板与所述基板呈倾斜设置。

本实用新型的进一步设置为：所述可调加载板通过销钉转动固定于所述基板处，所述支撑板与所述可调加载板通过销钉转动连接。

本实用新型的进一步设置为：所述凹槽处穿设有第一螺纹孔，所述试件压块为阶梯圆柱，所示试件压块对应第一螺纹孔位置穿设有第二螺纹孔，所述试件压块通过螺钉紧固于所述可调加载板的凹槽内。

本实用新型的进一步设置为：所述支撑板靠近基板的面为弧形结构，所述限位滑块与支撑板的接触端具有与支撑板相匹配的圆弧面。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的薄管试件倾斜固定在基座上，固定端牢靠且容易拆卸；可调加载板的倾斜角度可调节；基座和加载面都有足够刚度，不影响薄管试件变形；装置机械加工容易，成本低。

附图说明

图1是一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置的结构示意图。

图2是可调加载板的结构示意图。

图3是试件压块的结构示意图。

图4是一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置的主视图。

图5是一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置的俯视图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

其中：1-基板；2-可调加载板；3-支撑板；4-限位滑块；5-试件压块；6-薄管；7-波纹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1至图5所示，本实用新型提出的一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，包括基板1，所述基板1的表面转动连接有可调加载板2，所述可调加载板2的一端转动连接有支撑板3，所述支撑板3与所述基板1 相接触，所述基板1的表面还滑动设置有限位滑块4，所述限位滑块4与所述支撑板3相接触；所述可调加载板2的表面具有凹槽，所述凹槽内设置有试件压块5，薄管6套设于所述试件压块5外部且与凹槽的内壁相接触；所述限位滑块4通过定位螺丝紧固于所述基板1表面，所述基板1的表面对应定位螺丝处具有波纹槽7。

优选的，所述可调加载板2与所述基板1呈倾斜设置；所述基板1的中间部位贯穿有通孔，所述基板1的表面穿设有若干螺纹孔，基板1通过螺栓紧固于试验机上。

优选的，所述可调加载板2通过销钉转动固定于所述基板1处，所述支撑板3与所述可调加载板2通过销钉转动连接。

优选的，所述凹槽处穿设有第一螺纹孔，所述试件压块5为阶梯圆柱，所示试件压块5对应第一螺纹孔位置穿设有第二螺纹孔，所述试件压块5 通过螺钉紧固于所述可调加载板2的凹槽内；其中，凹槽为圆形凹槽，试件压块5包括第一柱体以及与所述第一柱体同心设置的第二柱体，所述第一柱体的直径大于所述第二柱体的直径，所述第一柱体的直径与薄管的内径相同，所述第一柱体的直径小于圆形凹槽的直径，所述第二柱体与圆形凹槽底部相接触；其中，试件压块设置成带台阶状，且下端的直径小于上端的直径，是为了固定端牢靠且容易拆卸，因为倾斜加载过程中，管的固定端会受到较大弯矩，有可能会与基座脱离，带台阶状压块会通过卡位将管固定在基座上，使其加载过程中不会与基座脱离。

优选的，所述支撑板3靠近基板1的面为弧形结构，所述限位滑块4 与支撑板3的接触端具有与支撑板3相匹配的圆弧面。支撑板的一端具有弧形面，限位滑块与支撑板的接触段具有与支撑板相匹配的圆弧面可以保证支撑板和限位滑块充分接触，减小接触应力集中。

优选的，基板的右侧表面中间部位呈光滑面，而光滑面的两侧具有若干波纹槽。

优选的，限位滑块包括滑块主体以及设置于所述滑块主体下端两侧的滑动块，滑块主体为L形结构，滑块主体的两侧均具有两个螺纹孔，滑动块的内侧与基板的侧面相接触，滑动块的厚度与基板的厚度相同。

优选的，所述可调加载板的底部还焊接有连接块，所述连接块为圆板装结构，所述连接块的直径大于所述凹槽的直径，所述连接块的中间部位贯穿有第三螺纹孔，所述第三螺纹孔与所述第一螺纹孔相适应，螺钉分别穿过第三螺纹孔、第一螺纹孔和第二螺纹孔从而对试件压块进行固定。

通过采用上述技术方案：将可调加载板2设置成一定角度，然后将限位滑块滑动4并且使得限位滑块4与支撑板3相接触，然后通过定位螺丝将限位滑块4进行固定限位，接下来将试件压块5放置于凹槽内，将薄管6 套设于试件压块5外部使得薄管6的外壁与凹槽的内壁相接触，薄管6的内壁与试件压块5的外壁相接触，然后通过螺钉将试件压块5固定于凹槽内，完成固定工作。

本实用新型的优选实施例：薄管为直径60mm，长180mm，厚度2mm的圆形铝合金薄管，可实现的倾斜角度范围为0°-15°，可调加载板的总厚度为20mm，边缘厚度为10mm，以减轻整体质量，放置薄管试件的圆槽深度为12mm，压块端部和薄管试件的端部设置一个3mm长的台阶，以实现薄管试件的固定；加载板和基板，加载板和支撑板之间由直径10mm的销钉连接，在方便角度调节的同时，保证连接处有足够的强度；销钉采用标准件，节约制造成本；限位滑块通过两侧各一对倾斜接触面卡在基板上，在于支撑板接触处加工出与支撑板端面相匹配的圆弧面，以保证充分接触，减小接触应力集中。限位滑块通过4颗M8螺丝在基板上定位。基板的上表面与螺丝相接触的区域加工出波纹挖槽(深度1.5mm)，以使滑块定位时有较强的强度；在未接触区域保证光滑，以使滑块容易滑动。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，包括基板(1)，其特征在于：所述基板(1)的表面转动连接有可调加载板(2)，所述可调加载板(2)的一端转动连接有支撑板(3)，所述支撑板(3)与所述基板(1)相接触，所述基板(1)的表面还滑动设置有限位滑块(4)，所述限位滑块(4)与所述支撑板(3)相接触；

所述可调加载板(2)的表面具有凹槽，所述凹槽内设置有试件压块(5)，薄管(6)套设于所述试件压块(5)外部且与凹槽的内壁相接触；

所述限位滑块(4)通过定位螺丝紧固于所述基板(1)表面，所述基板(1)的表面对应定位螺丝处具有波纹槽(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，其特征在于：所述可调加载板(2)与所述基板(1)呈倾斜设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，其特征在于：所述可调加载板(2)通过销钉转动固定于所述基板(1)处，所述支撑板(3)与所述可调加载板(2)通过销钉转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，其特征在于：所述凹槽处穿设有第一螺纹孔，所述试件压块(5)为阶梯圆柱，所示试件压块(5)对应第一螺纹孔位置穿设有第二螺纹孔，所述试件压块(5)通过螺钉紧固于所述可调加载板(2)的凹槽内。

5.根据权利要求1所述的一种用于薄管结构倾斜加载的实验台装置，其特征在于：所述支撑板(3)靠近基板(1)的面为弧形结构，所述限位滑块(4)与支撑板(3)的接触端具有与支撑板(3)相匹配的圆弧面。

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