CN210603873U - 一种变载荷桥梁加载实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种变载荷桥梁加载实验装置，属于路桥教学教具技术领域。在实验模型的底部安装永磁体做成的定子，在定子的对面安装有硅钢和线圈组成的动子，在实验的过程中可以通过稳压电流源直接为动子内的线圈施加直流电，此时动子不动，动子和定子之间只有电磁引力，桥梁在电磁引力的作用下受力部位会产生弯折，通过外部的数显表和拉压力传感器可以观测出此时施加在桥梁上的压力值，通过高度尺可以观测到桥梁的变形情况，当需要进行动载荷实验时，通过驱动器为第一线圈和第二线圈施加三相交流电，在交变磁场的作用下，动子和永磁体之间会发生相对运动，动子和定子产生过的电磁力在桥梁结构件上的作用点会随着线圈的运动而不停的改变。
Description
技术领域
本实用新型涉及路桥教学教具技术领域，具体地说是一种变载荷桥梁加载实验装置。
背景技术
压载测试设备是路桥专业在教学的过程中必须用到的实验设备，传统的测试手段多是对等比例缩小的模型进行静载压力测试，在测试的过程中只能对模型的某一点或者某一段进行静载压力测试，而在实际应用的过程中，桥梁结构受到的外部压力值和受压位置都是变化的，静载压力测试不能够很好的模拟出现实情况下桥梁结构自身的形变情况。
实用新型内容
本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种变载荷桥梁加载实验装置。
本实用新型的核心技术思想是：设计一种能够变载和变位加载的桥梁压载实验模型，在实验模型的底部安装永磁体做成的定子，在定子的对面安装有硅钢和线圈组成的动子，在实验的过程中可以通过稳压电流源直接为动子内的线圈施加直流电，此时动子不动，动子和定子之间只有电磁引力，桥梁在电磁引力的作用下受力部位会产生弯折，通过外部的数显表和拉压力传感器可以观测出此时施加在桥梁上的压力值，通过高度尺可以观测到桥梁的变形情况。
当需要进行动载荷实验时，通过驱动器为第一线圈和第二线圈施加三相交流电，在交变磁场的作用下，第一线圈和第二线圈会发生相对运动，同时通过动子和定子产生过的电磁力在桥梁结构件上的作用点会随着线圈的运动而不停的改变，桥梁的变形程度依然可以通过高度尺进行观测。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种变载荷桥梁加载实验装置，包括磁板，磁板安装在实验模型的承重梁上，磁板的表面等间距的安装永磁体，相邻的两块永磁体之间磁性相反，实验模型的两端安装有第一液压缸和第二液压缸，液压缸安装在大理石平台上，大理石平台上安装滑轨，滑轨上安装滑块，滑块上安装底座，底座上安装两个拉压力传感器，拉压力传感器为S型，传感器的上表面安装转接板，转接板分别安装第一动子和第二动子，第一动子和第二动子分别由第一驱动器和第二驱动器供电，第一驱动器和第二驱动器由稳压电流源供电。
滑轨的一侧粘贴磁栅，底座上安装读头，读头的反馈信号接入第一驱动器和第二驱动器内。
实验模型的侧面有挂耳，挂耳上安装重锤，重锤的尾部对准高度尺，高度尺粘贴在大理石平台的侧面。
第一动子和第二动子由硅钢片和线圈组成，硅钢片经过冲压和叠片后做成开口槽的形状，开口槽内嵌入第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈和第六线圈。
本实用新型的一种变载荷桥梁加载实验装置与现有技术相比所产生的有益效果是：
（1）相比于传统的静载测试系统而言，本发明设计的结构能够实现桥梁动载荷和静载荷等多种项目的测试，使得设计人员能够更加直观的了解桥梁在实际使用过程中变形情况，为后续的结构优化提供了理论基础。
（2）线圈在运行的过程中，可以通过驱动器的参数设置为线圈供给幅值变化的电流，使得线圈对应桥梁不同的位置时能够产生不同的吸力，这样就具备了动载变载的实验条件。
（3）实验模型通过液压缸支撑，线圈距离永磁体的距离可以通过调整液压杆的伸出长度进行调节，使得本结构能够对更多种类的模型进行测试。
附图说明
附图1是本实用新型结构主视图；
附图2是本实用新型结构滑轨俯视图；
附图3是本实用新型结构线圈原理图；
图中，1、实验模型，2、磁板，3、永磁体，4、第一动子，5、第二动子，6、防撞块，7、拉压力传感器，8、底座，9、滑块，10、滑轨，11、大理石平台，12、高度尺，13、挂耳，14、重锤，151、第一线圈，152、第二线圈，153、第三线圈，154、第四线圈，155、第五线圈，156、第六线圈，16、第一驱动器，17、稳压电流源，18、第二驱动器，19、读头，20、磁栅，211、第一液压缸,212、第二液压缸，22、转接板。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型实施例的作以下详细说明。
一种变载荷桥梁加载实验装置，包括磁板2，磁板2安装在实验模型1的承重梁上，磁板的表面等间距的安装永磁体3，相邻的两块永磁体之间磁性相反，实验模型1的两端安装有第一液压缸211和第二液压缸212，液压缸安装在大理石平台11上，大理石平台11上安装滑轨10，滑轨10上安装滑块9，滑块9上安装底座8，底座8上安装两个拉压力传感器7，拉压力传感器7为S型，传感器的上表面安装转接板22，转接板22分别安装第一动子4和第二动子5，第一动子4和第二动子5分别由第一驱动器16和第二驱动器18供电，第一驱动器16和第二驱动器18由稳压电流源17供电；磁板2的两侧安装防撞块6。
作为本实用新型的第一实施例，安装时在模型表面防止水平仪，通过单独调整第一液压缸211和第二液压缸212的伸出长度使得永磁体3的下表面和第一线圈151和第二线圈152的上表面相互平行。
作为本实用新型的第一实施例，第一动子4和第二动子5使用环氧树脂进行封装。
作为本实用新型的第一实施例，第一动子4和第二动子5可单独进行控制，也可联动控制，以此来模拟不同的工况。
作为本实用新型的第一实施例，通过稳压电流源17为第一线圈151和第二线圈152通直流电时，只选择三相中的两相进行通电。
作为本实用新型的第一实施例，拉压力传感器7外接高速巡检仪，在实验的过程中高速巡检仪可以记录线圈在桥梁在线圈运动过程中产生的受力情况并画出拉压力曲线。
滑轨10的一侧粘贴磁栅20，底座8上安装读头19，读头19的反馈信号接入第一驱动器16和第二驱动器18内。
作为本实用新型的第一实施例，驱动器通过识别读头19反馈的信号数来辨别第一线圈151和第二线圈152在导轨中的相对位置，并控制第一线圈151、第二线圈152、第三线圈153、第四线圈154、第五线圈155和第六线圈156的通电顺序，进而实现换相。
实验模型1的侧面有挂耳13，挂耳13上安装重锤14，重锤14的尾部对准高度尺12，高度尺12粘贴在大理石平台11的侧面。
第一动子4和第二动子5由硅钢片和线圈组成，硅钢片经过冲压和叠片后做成开口槽的形状，开口槽内嵌入第一线圈151、第二线圈152、第三线圈153、第四线圈154、第五线圈155和第六线圈156。
作为本实用新型的第一实施例，第一动子4和第二动子5的运行原理是当线圈内通入交流电时，会在动子和永磁体之间产生行波磁场，线圈在行波磁场的切割下将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相互作用就产生电推力。
作为本实用新型的第一实施例，在实验的过程中可以通过稳压电流源直接为动子内的线圈施加直流电，此时动子不动，动子和定子之间只有电磁引力，桥梁在电磁引力的作用下受力部位会产生弯折，通过外部的数显表和拉压力传感器可以观测出此时施加在桥梁上的压力值，通过高度尺可以观测到桥梁的变形情况。
作为本实用新型的第二实施例，当需要进行动载荷实验时，通过驱动器为第一线圈和第二线圈施加三相交流电，在交变磁场的作用下，第一线圈和第二线圈会发生相对运动，同时通过动子和定子产生过的电磁力在桥梁结构件上的作用点会随着线圈的运动而不停的改变，桥梁的变形程度依然可以通过高度尺观测出。
综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域技术人员可以在本实用新型的指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。
Claims (4)
1.一种变载荷桥梁加载实验装置，包括磁板（2），所述磁板（2）安装在实验模型（1）的承重梁上，磁板的表面等间距的安装永磁体（3），相邻的两块永磁体之间磁性相反，所述实验模型（1）的两端安装有第一液压缸（211）和第二液压缸（212），所述液压缸安装在大理石平台（11）上，所述大理石平台（11）上安装滑轨（10），所述滑轨（10）上安装滑块（9），所述滑块（9）上安装底座（8），所述底座（8）上安装两个拉压力传感器（7），所述拉压力传感器（7）为S型，传感器的上表面安装转接板（22），所述转接板（22）分别安装第一动子（4）和第二动子（5），所述第一动子（4）和第二动子（5）分别由第一驱动器（16）和第二驱动器（18）供电，所述第一驱动器（16）和第二驱动器（18）由稳压电流源（17）供电；所述磁板（2）的两侧安装防撞块（6）。
2.根据权利要求1所述一种变载荷桥梁加载实验装置，其特征在于，所述滑轨（10）的一侧粘贴磁栅（20），所述底座（8）上安装读头（19），所述读头（19）的反馈信号接入所述第一驱动器（16）和第二驱动器（18）内。
3.根据权利要求1所述一种变载荷桥梁加载实验装置，其特征在于，所述实验模型（1）的侧面有挂耳（13），所述挂耳（13）上安装重锤（14），所述重锤（14）的尾部对准高度尺（12），所述高度尺（12）粘贴在所述大理石平台（11）的侧面。
4.根据权利要求1所述一种变载荷桥梁加载实验装置，其特征在于，所述第一动子（4）和第二动子（5）由硅钢片和线圈组成，所述硅钢片经过冲压和叠片后做成开口槽的形状，开口槽内嵌入第一线圈（151）、第二线圈（152）、第三线圈（153）、第四线圈（154）、第五线圈（155）和第六线圈（156）。
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2019
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