RU102113U1

RU102113U1 - DEVICE FOR DYNAMIC LOADING OF THE TEST STRUCTURE WITH THE EXTENDED VIBILITY DAMPER

Info

Publication number: RU102113U1
Application number: RU2010142671/28U
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Плевков; Георгий Иванович Однокопылов; Олег Юрьевич Тигай; Сергей Владимирович Балдин; Максим Евгеньевич Гончаров; Денис Николаевич Кокорин
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2011-02-10

Abstract

1. Устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести, содержащее установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, установленный на верхнюю поверхность испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке, и демпфер, который установлен на силоизмерителе и выполнен в виде прокладки из мягкого упругого материала, отличающееся тем, что демпфер дополнительно содержит две металлические пластины, а прокладка размещена между указанными пластинами, при этом нижняя пластина в центральной части снабжена опорным кольцом, посредством которого демпфер жестко зафиксирован на силоизмерителе, а все элементы демпфера скреплены между собой с помощью болтовых соединений и для их обжатия на болты между шайбами и нижней металлической пластиной надеты пружины. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующая прокладка выполнена из резины. ! 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что резина армирована, например, синтетическими волокнами. 1. A device for dynamic loading of the test structure with a damper of increased survivability, comprising vertical guides mounted on a support base, on which a beam with a load is vertically mounted, a head mounted on the upper surface of the tested structure, a load meter mounted on the head, and a damper, which is mounted on a load meter and made in the form of a strip of soft elastic material, characterized in that the damper further comprises two metal plates, and the gasket is placed between these plates, while the lower plate in the central part is equipped with a support ring, by means of which the damper is rigidly fixed to the force meter, and all elements of the damper are fastened together by means of bolted connections and for their compression on the bolts between the washers and the bottom metal plate worn springs. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the damping pad is made of rubber. ! 3. The device according to claim 2, characterized in that the rubber is reinforced, for example, with synthetic fibers.

Description

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к устройствам для проведения испытаний на кратковременную динамическую нагрузку преимущественно бетонных или железобетонных конструкций.The utility model relates to testing equipment, namely, devices for conducting tests for short-term dynamic load of mainly concrete or reinforced concrete structures.

Аналогом заявляемой полезной модели является узел динамического нагружения стенда для испытания бетонных и железобетонных элементов по патенту РФ на изобретение №2315969. Узел динамического нагружения стенда содержит установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, и металлический оголовок, надетый на верхний конец испытываемого образца. На оголовке установлен датчик-силоизмеритель, фиксирующий уровень нагружения и характер изменения нагрузки во времени. Динамическая нагрузка задается при помощи падающего груза (траверсы с грузом), который при опускании в свободном падении направлена на оголовок с силоизмерителем. Данный узел динамического нагружения стенда предназначен для испытания строительных конструкций преимущественно из железобетона.An analogue of the claimed utility model is a dynamic loading unit of the test bench for testing concrete and reinforced concrete elements according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2315969. The dynamic loading unit of the bench contains vertical guides mounted on a support base, on which a beam with a load is fixed with the possibility of vertical reciprocating movement, and a metal head worn on the upper end of the test sample. A sensor-force meter is installed on the head, which fixes the level of loading and the nature of the change in load over time. The dynamic load is set by means of a falling load (beam with load), which, when lowering in free fall, is directed to the head with a force meter. This unit of dynamic loading of the stand is intended for testing building structures mainly from reinforced concrete.

Однако, при динамических испытаниях строительных конструкций вследствие соударения металлических деталей (траверсы с оголовком для силоизмерителя) возникают интенсивные высокочастотные колебания в материале строительных конструкций, которые создают искажения в выходном сигнале. Все это снижает точность исследований конструкций на удар.However, during dynamic tests of building structures due to the collision of metal parts (crosshead with a head for a force meter), intense high-frequency vibrations occur in the material of building structures, which create distortions in the output signal. All this reduces the accuracy of impact studies.

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции по патенту РФ на полезную модель №74472. Устройство содержит: установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, надетый на верхний конец испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке. Кроме этого устройство для динамического нагружения дополнительно содержит демпфирующую прокладку из мягкого упругого материала, которая установлена на силоизмерителе. Демпфирующая прокладка может быть выполнена из резины, силоизмеритель установлен на оголовке через накладку, жестко защемленную на оголовке. Демпфирующая прокладка гасит высокочастотные колебания, возникающие в конструкции после удара, повышая тем самым точность исследований и увеличивает интервал действия динамической нагрузки при исследованиях. Однако демпфирующая прокладка деформируется, причем неравномерно, что сказывается на точности исследований. К тому же быстро изнашивается и ее нельзя многократно использовать.The closest device adopted for the prototype is a device for dynamic loading of the tested design according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 74472. The device comprises: vertical guides mounted on a support base, on which a traverse with a load is fixed with the possibility of vertical reciprocating movement, a head mounted on the upper end of the test structure, a load meter mounted on the head. In addition, the device for dynamic loading further comprises a damping pad of soft elastic material, which is mounted on the load cell. The damping pad can be made of rubber, the load meter is mounted on the head through the pad, rigidly pinched on the head. The damping pad damps the high-frequency vibrations that occur in the structure after the impact, thereby increasing the accuracy of the studies and increasing the interval of action of the dynamic load during research. However, the damping pad is deformed, and unevenly, which affects the accuracy of the studies. In addition, it wears out quickly and cannot be reused.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы увеличить живучесть демпфера, обеспечивающую многократное его использование при исследованиях, и обеспечить точность исследований.The objective of the utility model is to increase the survivability of the damper, ensuring its repeated use in research, and to ensure the accuracy of research.

Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в равномерности деформирования демпфирующей прокладки и уменьшении ее износа, в результате чего улучшается воспроизводимость формы импульса силы от образца к образцу.The technical result that allows us to solve the problem lies in the uniformity of deformation of the damping pads and reducing its wear, which improves the reproducibility of the shape of the force pulse from sample to sample.

Этот результат достигается следующим образом. Заявляемое устройство имеет общее с прототипом то, что он содержит установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, установленный на верхнюю поверхность испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке, и демпфер, который установлен на силоизмерителе. Демпфер выполнен в виде прокладки из мягкого упругого материала, например из резины.This result is achieved as follows. The inventive device has in common with the prototype that it contains vertical guides mounted on a support base, on which a traverse with a load is fixed with the possibility of vertical movement, a head mounted on the upper surface of the test structure, a load meter mounted on the head, and a damper that is mounted on force meter. The damper is made in the form of a strip of soft elastic material, for example, rubber.

Но в отличие от прототипа заявляемое устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести содержит две металлические пластины, а прокладка размещена между указанными пластинами. При этом нижняя пластина в центральной части снабжена опорным кольцом, посредством которого демпфер жестко зафиксирован на силоизмерителе. Все элементы демпфера скреплены между собой с помощью болтовых соединений и для их обжатия на болты между шайбами и нижней металлической пластиной надеты пружины. При введении в конструкцию демпфера двух металлических пластин обеспечивается равномерность деформирования резиновой прокладки. Кроме этого металлические пластины уменьшают износ резиновой прокладки, который возникает из-за сферической поверхности силоизмерителя. В частном случае резина, из которой выполнена демпфирующая прокладка, может быть армирована синтетическими волокнами, что еще более снижает износ демпфирующей прокладки и повышает ее живучесть.But unlike the prototype, the inventive device for dynamic loading of the test structure with a damper of increased survivability contains two metal plates, and the gasket is placed between these plates. In this case, the lower plate in the central part is provided with a support ring, by means of which the damper is rigidly fixed to the load meter. All elements of the damper are fastened together by means of bolted connections and springs are put on the bolts between the washers and the lower metal plate to compress them. When two metal plates are introduced into the damper structure, the deformation of the rubber gasket is uniform. In addition, metal plates reduce the wear of the rubber gasket, which occurs due to the spherical surface of the load cell. In the particular case, the rubber from which the damping pad is made can be reinforced with synthetic fibers, which further reduces the wear of the damping pad and increases its survivability.

Таким образом, заявляемое устройство существенно увеличивает живучесть демпфера, что проявляется в многократном его использовании.Thus, the claimed device significantly increases the survivability of the damper, which is manifested in its repeated use.

В уровне техники не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью существенных признаков заявляемого устройства, что подтверждает его новизну.In the prior art, no technical solutions have been identified, characterized by a combination of essential features of the claimed device, which confirms its novelty.

Полезная модель пояснена чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства в составе копровой установки.Figure 1 shows a General view of the inventive device as part of a pile plant.

На фиг.2 - конструкция демпфера с повышенной живучестью.Figure 2 - design of the damper with increased survivability.

Устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести, содержит испытываемую конструкцию 1, на которой установлен металлический оголовок 2, на который установлен силоизмеритель 3. На силоизмеритель 3 установлен демпфер, состоящий из нижней 4 и верхней 5 металлических пластин и заключенной между ними резиновой прокладки 6. Для пропуска болтов 7, в металлических пластинах 4 и 5, а так же резиновой прокладке 6 предусматриваются отверстия 8. Кроме этого, нижняя металлическая пластина имеет опорное кольцо 9 для жесткой фиксации демпфера на силоизмерителе. Фиксация болтов производится при помощи гаек 10 и шайб 11. Между шайбами 11 и нижней металлической пластиной 5 установлены пружины 12. Пружины 12 в данном устройстве введены для создания постоянного обжатия элементов демпфера (прокладки 6 и металлических пластин 4, 5) между собой. В качестве демпфирующей прокладки возможно использование любого мягкого упругого материала, например транспортерная резиновая лента с армированием синтетическими волокнами.A device for dynamic loading of the test structure with a damper of increased survivability, contains the test structure 1, on which a metal head 2 is mounted, on which the load meter is mounted 3. On the load meter 3, a damper is installed, consisting of lower 4 and upper 5 metal plates and a rubber gasket enclosed between them 6. To pass the bolts 7, holes 8 are provided in the metal plates 4 and 5, as well as the rubber gasket 6. In addition, the lower metal plate has a support ring tso 9 for rigid fixation of the damper on the load meter. The bolts are fixed using nuts 10 and washers 11. Between the washers 11 and the lower metal plate 5, springs 12 are installed. The springs 12 in this device are introduced to create constant compression of the damper elements (gaskets 6 and metal plates 4, 5) between each other. As a damping pad, it is possible to use any soft elastic material, for example, conveyor rubber tape reinforced with synthetic fibers.

Устройство промышленно применимо, поскольку его можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.The device is industrially applicable, since it can be repeatedly implemented with the achievement of the specified technical result.

Работа устройства для динамического нагружения испытываемой конструкции заключается в следующем: испытываемую бетонную или железобетонную конструкцию 1 устанавливают в рабочее положение. Затем на конструкцию 1 устанавливается металлический оголовок 2, на который устанавливается силоизмеритель 3. Далее необходимо установить на силоизмеритель 3 демпфер, состоящий из нижней 4 и верхней 5 металлических пластин и заключенной между ними резиновой прокладки 6. Предварительно необходимо создать обжатие элементов демпфера (резиновой прокладки 6 и металлических пластин 4, 5) при помощи затягивания гаек 10, что приводит к сжиманию пружин 12. Затем груз 13 подвешивается на нужную высоту и по направляющим 14 сбрасывается в место контакта с демпфером. После соударения груза 13 о демпфер возникает кратковременная динамическая нагрузка, и за счет пластичных свойств резиновой прокладки 6 увеличивается интервал действия нагрузки во времени и уменьшается интенсивность высокочастотных колебаний возникающих в материале конструкции, что позволяет получить импульс однократного динамического нагружения в форме полусинусоиды. Наличие жестких металлических пластин 4 и 5 позволяет существенно увеличить живучесть демпфера путем сохранения рабочих свойств резиновой прокладки, что проявляется в многократном использовании демпфера. Силу удара можно регулировать путем уровня поднятия высоты груза, а также его массой.The operation of the device for the dynamic loading of the test structure is as follows: the tested concrete or reinforced concrete structure 1 is set in the working position. Then, on the structure 1, a metal head 2 is installed, on which the force meter 3 is installed. Next, it is necessary to install a damper on the force meter 3, consisting of the lower 4 and upper 5 metal plates and the rubber gasket 6. A compression of the damper elements (rubber gasket 6 and metal plates 4, 5) by tightening the nuts 10, which leads to compression of the springs 12. Then, the load 13 is suspended at the desired height and along the guides 14 is reset to the place of contact with mpfer. After the load 13 collides with the damper, a short-term dynamic load occurs, and due to the plastic properties of the rubber strip 6, the load action interval increases in time and the intensity of high-frequency oscillations arising in the material of the structure decreases, which makes it possible to obtain an impulse of a single dynamic loading in the form of a half-sine wave. The presence of hard metal plates 4 and 5 can significantly increase the survivability of the damper by maintaining the working properties of the rubber gasket, which is manifested in the repeated use of the damper. The impact force can be adjusted by raising the height of the load, as well as its mass.

Claims

1. A device for the dynamic loading of the test structure with a damper of increased survivability, comprising vertical guides mounted on a support base, on which a traverse with a load is mounted with the possibility of vertical movement, a head mounted on the upper surface of the tested structure, a load meter mounted on the head, and a damper, which is mounted on a load meter and made in the form of a strip of soft elastic material, characterized in that the damper further comprises two metal plates, and the gasket is placed between these plates, while the lower plate in the central part is equipped with a support ring, by means of which the damper is rigidly fixed to the force meter, and all elements of the damper are fastened together by means of bolted connections and for their compression on the bolts between the washers and the bottom metal plate worn springs.

2. The device according to claim 1, characterized in that the damping pad is made of rubber.

3. The device according to claim 2, characterized in that the rubber is reinforced, for example, with synthetic fibers.