專利名稱：往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域，具體涉及ー種往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
疲勞問(wèn)題是工程界至今尚未很好解決的問(wèn)題。研究疲勞問(wèn)題的最有效途徑之ー是疲勞試驗(yàn)。但到目前為止，疲勞試驗(yàn)機(jī)都是以作用力定點(diǎn)定向、作用力大小脈沖變化來(lái)模擬工程上的疲勞荷載。這種模擬方法可以高效率地測(cè)試受彎構(gòu)件正應(yīng)カ(拉、壓應(yīng)力)變化引起的疲勞承載能力。但無(wú)法測(cè)試受彎構(gòu)件腹板剪應(yīng)カ變號(hào)引起主應(yīng)カ截面拉、壓逆反而造成的疲勞問(wèn)題。而目前工程實(shí)際中受彎構(gòu)件腹板的疲勞破壞實(shí)例比翼緣受拉、壓疲勞破壞實(shí)例多得多。為了解決工程中存在的實(shí)際問(wèn)題，針對(duì)受彎構(gòu)件在承受活動(dòng)輪壓時(shí)腹板受剪區(qū)剪應(yīng)カ隨輪壓位移而變號(hào)，從而引起主應(yīng)カ截面拉應(yīng)カ突變?yōu)閴簯?yīng)カ這ー現(xiàn)象，發(fā)明了往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)。本發(fā)明所述的往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)，由被測(cè)試鋼梁1、作用輪2、連桿3、雙作用油缸4、油缸支座5、吊桿6、荷載重力塊7、工作平臺(tái)8和液壓泵9組成，其中作用輪2—側(cè)通過(guò)連桿3連接雙作用油缸4 一側(cè)，雙作用油缸4另ー側(cè)連接油缸支座5，雙作用油缸連接液壓泵9，液壓泵9連接控制系統(tǒng)；吊桿6 —端與作用輪2的輪軸相連，吊桿6能以作用輪 2的輪軸的軸心來(lái)回?cái)[動(dòng)，吊桿6另一端連接荷載重力塊7 ；作用輪2位于被測(cè)試鋼梁1上方，且能在被測(cè)試鋼梁1上左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)；所述荷載重力塊7插入工作平臺(tái)8內(nèi)空間位置。本發(fā)明中，選擇荷載重力塊7決定作用輪的壓力大小，由液壓泵9及控制系統(tǒng)控制雙作用油缸4的行程、頻率和作用次數(shù)，即可對(duì)被測(cè)梁1進(jìn)行腹板因剪應(yīng)カ變號(hào)引起的抗疲勞承載能力測(cè)試。本發(fā)明原理如下
當(dāng)作用輪的輪壓在梁上作往復(fù)位移吋，輪壓點(diǎn)左側(cè)的剪力和右側(cè)的剪力恰好反向，由此造成斜截面上正應(yīng)カ由拉應(yīng)カ變成壓應(yīng)力。斜截面上主應(yīng)カ變化的應(yīng)カ幅達(dá)到剪應(yīng)カ變化值，即剪應(yīng)カ的兩倍。如果腹板設(shè)計(jì)由剪應(yīng)カ控制，又有疲勞問(wèn)題，則因?yàn)椴牧系脑试S應(yīng)力幅比抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度小得多，所以往往是很危險(xiǎn)的。原有的疲勞試驗(yàn)機(jī)的脈沖カ作用點(diǎn)不變，所以不能反映輪壓位置變化過(guò)程中剪應(yīng)カ逆反及斜截面上主應(yīng)カ的逆反過(guò)程。而本試驗(yàn)機(jī)則能夠真實(shí)地反映這種鋼梁腹板疲勞破壞機(jī)理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1. 克服以往疲勞試驗(yàn)機(jī)只能測(cè)試正應(yīng)カ變化引起疲勞的局限，本發(fā)明能夠測(cè)試受彎構(gòu)件腹板剪應(yīng)カ逆反造成的疲勞問(wèn)題。2.液壓泵及控制系統(tǒng)所要克服作用輪的滾動(dòng)摩擦カ很小，試驗(yàn)?zāi)芎暮苄　?.當(dāng)?shù)鯒U6較長(zhǎng)時(shí)，荷載重力塊7幾乎不隨作用輪2而運(yùn)動(dòng)，而作用輪2的慣性カ較小，液壓系統(tǒng)需要克服的慣性カ小，節(jié)約能耗。


圖1為往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)原理圖。圖2為鋼梁受到輪壓位移時(shí)兩側(cè)腹板受カ單元體剪應(yīng)カ方向及斜截面正應(yīng)カ方向逆反示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為被測(cè)鋼梁，2為作用輪，3為連桿，4為雙作用油缸，5為油缸支座，6 為吊桿，7為荷載重力塊，8為工作平臺(tái)，9為液壓泵和控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明。實(shí)施例1 如圖1，由被測(cè)試鋼梁1、作用輪2、連桿3、雙作用油缸4、油缸支座5、吊桿6、荷載重力塊7、工作平臺(tái)8和液壓泵9組成，作用輪2通過(guò)連桿3連接雙作用油缸4， 雙作用油缸4連接油缸支座5，雙作用油缸連接液壓泵9，液壓泵9連接控制系統(tǒng)；吊桿6 — 端與作用輪2的輪軸相連，吊桿6另一端連接荷載重力塊7 ；作用輪2位于被測(cè)試鋼梁1上方，且能在被測(cè)試鋼梁1上左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)；所述荷載重力塊7插入工作平臺(tái)8內(nèi)空間位置。 按所要測(cè)試的鋼梁設(shè)計(jì)被測(cè)試鋼梁1，并按所需測(cè)試的腹板剪カ狀況布置梁的支座位置和作用輪2中心位置。按需測(cè)試的剪力大小確定荷載值，并將荷載重力塊7固定在連桿6 — 端上，用螺栓緊固。按荷載重復(fù)的次數(shù)確定雙作用油缸4的作用次數(shù)，按滾動(dòng)摩擦力及克服作用輪2慣性的要求確定雙作用油缸4的作用力大小。按照梁截面的高度規(guī)定油缸行程。 即可進(jìn)行鋼梁腹板抗疲勞試驗(yàn)。當(dāng)作用輪2的輪壓在梁上移動(dòng)時(shí)梁腹板上作用輪2壓左、右兩側(cè)的應(yīng)カ單元體如圖2所示。兩單元體之剪應(yīng)カ恰為相反，兩單元體之斜載面上的主應(yīng)カ也相反左側(cè)為拉應(yīng)力、右側(cè)為壓應(yīng)力。表示當(dāng)作用輪2輪壓經(jīng)過(guò)鋼梁某一點(diǎn)吋，梁腹板上的剪應(yīng)カ逆轉(zhuǎn)，斜截面上的主應(yīng)カ也逆轉(zhuǎn)，主應(yīng)カ逆轉(zhuǎn)的疲勞應(yīng)カ幅為剪應(yīng)カ的兩倍。本發(fā)明可通過(guò)試驗(yàn)對(duì)鋼梁腹板因輪壓滾動(dòng)引起剪應(yīng)カ遞反而造成的疲勞問(wèn)題進(jìn)行真實(shí)的模擬，從而發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在規(guī)律以指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作。
權(quán)利要求
1. 一種往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)，由被測(cè)試鋼梁(1)、作用輪O)、連桿(3)、雙作用油缸 G)、油缸支座(5)、吊桿(6)、荷載重力塊(7)、工作平臺(tái)(8)和液壓泵(9)組成，其特征在于作用輪(2) —側(cè)通過(guò)連桿(3)連接雙作用油缸(4) 一側(cè)，雙作用油缸(4)另ー側(cè)連接油缸支座(5)，雙作用油缸連接液壓泵(9)，液壓泵(9)連接控制系統(tǒng)；吊桿(6) —端與作用輪 ⑵的輪軸相連，吊桿(6)能以作用輪(2)的輪軸的軸心來(lái)回?cái)[動(dòng)，吊桿(6)另一端連接荷載重力塊(7)；作用輪(2)位于被測(cè)試鋼梁⑴上方，且能在被測(cè)試鋼梁⑴上左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)；所述荷載重力塊(7)插入工作平臺(tái)(8)內(nèi)空間位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種往復(fù)位移式疲勞試驗(yàn)機(jī)。由被測(cè)試鋼梁、作用輪、連桿、雙作用油缸、油缸支座、吊桿、荷載重力塊、工作平臺(tái)和液壓泵組成，作用輪通過(guò)連桿連接雙作用油缸一側(cè)，雙作用油缸連接油缸支座，雙作用油缸連接液壓泵，液壓泵連接控制系統(tǒng)；吊桿一端與作用輪的輪軸相連，吊桿另一端連接荷載重力塊；作用輪位于被測(cè)試鋼梁上方，所述荷載重力塊插入工作平臺(tái)內(nèi)空間位置。本發(fā)明克服了以往疲勞試驗(yàn)機(jī)只能測(cè)試正應(yīng)力變化引起疲勞的局限，它能夠測(cè)定受彎構(gòu)件腹板剪應(yīng)力逆反導(dǎo)致的疲勞承載能力。這種疲勞試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)之一是作用力的大小和方向不變，而作用力的位置作往復(fù)移動(dòng)，特點(diǎn)之二是作用力用吊桿加壓重實(shí)現(xiàn)，要求驅(qū)動(dòng)作用輪的雙作用油缸推力小、試驗(yàn)?zāi)芎牡汀?br> 文檔編號(hào)G01N3/32GK102564872SQ20121000519
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者何敏娟, 馬人樂(lè) 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司