一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，包括：試件、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機；所述試件固定在試件固定裝置上；所述加載裝置包括3個作動器，其在控制裝置控制下向試件依次施加垂直作用力，所述3個作動器加載波形的相位差為固定值；所述數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)傳送到計算機，所述計算機連接所述控制裝置。通過本實用新型所述橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置進行三點異相加載疲勞試驗，更加精確的模擬了汽車輪載從橋上通過時的真實狀況。
【專利說明】
一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置。
【背景技術】
[0002]迄今為止，國內(nèi)外鋼橋面板各種構(gòu)造細節(jié)抗疲勞性能的改善均是依據(jù)大量疲勞試驗的成果，早期鋼橋面板不同構(gòu)造細節(jié)的疲勞試驗均采用小尺寸試件，由于鋼橋面板的受力狀態(tài)非常復雜，僅僅依靠這些小尺寸試件不能真實模擬其實際受力狀態(tài)，后來就出現(xiàn)了大足尺局部模型疲勞試驗，當然也有模擬某一構(gòu)造細節(jié)的小試件疲勞試驗，但不是發(fā)展方向。由于疲勞試驗成本很高，因此多數(shù)足尺局部模型疲勞試驗都是驗證性試驗。后來又發(fā)展到采用足尺節(jié)段模型進行疲勞驗證試驗。如何準確模擬移動車輛荷載卻變成足尺階段模型疲勞試驗的一個突出問題，采用實際車輪進行加載，對試驗空間要求大，設備費用巨大，加載速度緩慢。
[0003]目前國內(nèi)足尺局部模型行疲勞試驗，主要采用單點加載，后來中國鐵道科學研究院首先進行了兩點反相對稱加載，較單點加載更接近于結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)，然而與實際車輪加載還是存在一定差距。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]—種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，包括:試件、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機；
[0007 ]其中，所述試件固定在試件固定裝置上；
[0008]所述加載裝置包括3個作動器，所述作動器垂直于所述試件面板的正上方;所述控制裝置連接所述作動器向所述試件面板依次施加垂直作用力，所述3個作動器加載波形的相位差為固定值；
[0009]所述數(shù)據(jù)采集裝置包括讀數(shù)儀和多個應變片，所述多個應變片分別安裝在所述試件上，所述應變片通過讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到計算機，所述計算機連接所述控制裝置。
[0010]進一步的，所述試件為橋面板足尺節(jié)段模型;所述試件頂端為一長方形面板，其平行于水平方向，所述長方形面板底端縱向布置有U形肋，長方形面板底端沿其橫向均勻布置有橫肋，所述U形肋穿過所述橫肋。
[0011]進一步的，所述試件固定裝置為支撐梁，其安裝于所述試件底部。
[0012]進一步的，所述作動器頂端分別連接反力加載梁。
[0013]進一步的，所述作動器底部分別連接有加載塊，所述加載塊垂直于所述試件的正上方;所述控制裝置連接所述作動器并施加垂直作用力，帶動所述加載塊向所述試件依次施加垂直作用力。
[0014]進一步的，所述多個應變片分別安裝在所述U形肋與橫肋的連接處及U形肋與長方形面板的連接處。
[0015]本實用新型的有益效果為:
[0016]通過本實用新型所述橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置進行三點異相加載疲勞試驗，更加精確的模擬了汽車輪載從橋上通過時的真實狀況。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例1所述橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型所述足尺節(jié)段模型驗證性疲勞試驗作動器加載波形示意圖；
[0019]圖3為本實用新型中實施例2所述橋面板足尺模型三點異相加載試驗示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]—種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，如圖1所示，包括:試件、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機；
[0022]試件，所述試件可為縱向截取3個節(jié)間、橫向截取3個U形肋的正交異性橋面板足尺節(jié)段模型等也為其它公路橋面板模型;所述試件頂端為一長方形面板，其平行于水平方向，所述長方形面板底端縱向布置有U形肋，長方形面板底端沿其橫向均勻布置有4個橫肋，所述U形肋穿過所述橫肋；
[0023]所述試件固定裝置為支撐梁，其安裝于所述試件底部；
[0024]所述加載裝置包括3個作動器，所述作動器頂端分別連接反力加載梁，所述作動器底部分別連接有加載塊，所述加載塊垂直于所述試件的長方形面板的正上方;所述控制裝置連接所述作動器并施加垂直作用力，帶動所述加載塊向所述試件的橫肋正上方及其兩側(cè)的長方形面板上依次施加垂直作用力，所述3個作動器加載波形的相位差優(yōu)選為120°，如圖2所示，或為90°、60° ；
[0025]所述數(shù)據(jù)采集裝置包括讀數(shù)儀和多個應變片，所述多個應變片分別安裝在所述U形肋與橫肋的連接處及U形肋與長方形面板的連接處，所述應變片通過讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到計算機，所述計算機連接控制裝置。
[0026]通過本實用新型所述試驗裝置進行試驗時，試驗設備采用日本鷺宮制作所生產(chǎn)的乂605型38001^電液伺服結(jié)構(gòu)疲勞試驗系統(tǒng)，采用2個5001^作動器(行程300111111)、1個10001^作動器(行程300mm)。所述U形肋與橫肋的連接處及U形肋與長方形面板的連接處的焊縫均進行無損檢測。在進行疲勞試驗前先進行靜載試驗，在U形肋與面板連接處、U形肋與橫肋交叉連接處的部位均粘貼應變片，測試局部應力分布，并與有限元計算結(jié)果進行對比，以修正計算模型。三個作動器按照順序依次加載，每個作動器加載波形的相位差為120°，這樣一個加載循環(huán)就能模擬輪載在鋼橋面板上通過橫肋的一個完整加載歷程。疲勞試驗荷載幅值為實際輪載的1.5倍。加載頻率為I?2Hz，當加載到100萬、200萬、……、1000萬次時，停機后重新做靜載試驗，測試局部應力的變化情況。在試驗過程中隨時觀察有無裂紋產(chǎn)生，如果有，則記錄加載循環(huán)次數(shù)和裂紋位置。通過本實用新型所述橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置進行三點異相加載疲勞試驗，更加精確的模擬了汽車輪載從橋上通過時的真實狀況。
[0027]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，其特征在于，包括:試件、試件固定裝置、加載裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置和計算機； 其中，所述試件固定在試件固定裝置上； 所述加載裝置包括3個作動器，所述作動器垂直于所述試件面板的正上方;所述控制裝置連接所述作動器向所述試件面板依次施加垂直作用力，所述3個作動器加載波形的相位差為固定值； 所述數(shù)據(jù)采集裝置包括讀數(shù)儀和多個應變片，所述多個應變片分別安裝在所述試件上，所述應變片通過讀數(shù)儀將數(shù)據(jù)傳送到計算機，所述計算機連接所述控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，其特征在于，所述試件為橋面板足尺節(jié)段模型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，其特征在于，所述試件固定裝置為支撐梁，其安裝于所述試件底部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，其特征在于，所述作動器頂端分別連接反力加載梁。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋面板足尺模型三點異相加載試驗裝置，其特征在于，所述作動器底部分別連接有加載塊，所述加載塊垂直于所述試件的正上方;所述控制裝置連接所述作動器并施加垂直作用力，帶動所述加載塊向所述試件依次施加垂直作用力。
【文檔編號】G01N3/32GK205607790SQ201620280625
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】曾志斌, 鞠曉臣, 吳玉剛, 方興, 崖崗, 史志強, 劉曉光, 趙欣欣, 潘永杰, 趙體波, 榮嶠
【申請人】中國鐵道科學研究院, 廣東省公路建設有限公司