[实用新型]被动跟动加载结构试验系统

说明书

技术领域

实用新型涉及一种具有被动跟动加载功能的结构试验系统。

背景技术

结构试验是研究工程结构性能的重要环节，可为结构设计、施工研究提供可靠的数据，它的任务是通过有计划有重点地对结构物受载或受约束变形后的工作、力学性能进行观察，并对参数(如位移、应力、振幅、频率等)进行分析。为了更好地研究工程结构的受力性能和破坏机理，常需开展一些列结构或构件的模型和动载试验。

结构试验系统是一种用于测试结构力学性能的大型仪器，主要应用于基础设施比如：建筑、地铁、飞机、桥梁等的设计检验、优化、验证，它的研制和发展对国家现代化建设具有重要意义和深远的影响。

在二十一世纪之前，上述各类结构的设计以类比法为主，无论是设计的合理性与准确度都不是考虑的重要性，这样的设计通常会有较大的误差，但由于前人的经验和计算机的模拟，最终的结果可以接受。

进入现代化以来，国家建设飞速发展，产品与工程的大型化、整体化和复杂化之间的矛盾越来越大，类比设计遇到的困难越来越多，新的结构和材料没有前人的经验可以利用，很难做出合理的设计，导致设计的风险性加大，且很难使设计达到节约资源减小成本的要求。

由于标准试样或小尺寸模型推定很难获得整体结构的性能的可靠数据，为满足客观存在的要求，现在结构试验必须完成由单个构建试验向整体结构试验和足尺寸试验的转化。而新型材料的不断出现，即使用计算机进行多参数分析也很难确定，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验。

现有结构试验系统通常包括承载框架、水平加载作动器和垂向加载作动器，水平加载作动器和垂向加载作动器分别安装在加载框架上并作用于试样。在试验过程中，由于水平作动器对试样世家的水平试验力，会产生水平方向的变形，不能保证垂向试验力在实验过程中始终保持垂向状态。

在专利CN 101290269 A中公开了一种主动跟动加载试验系统，包括承载框架、水平加载作动器、垂向加载作动器，试样分别连接垂向微动探测装置和水平微动探测装置，垂向微动探测装置设有垂向微动位移传感器，水平微动探测装置设有水平微动位移传感器；水平加载作动器侧方设有作用于水平加载作动器并使其垂向位移的垂向伺服跟动作动器，垂向加载作动器侧方设有作用于垂向加载作动器并使其水平位移的水平伺服跟动作动器；垂向微动探测装置、垂向伺服跟动作动器、水平微动探测装置、水平伺服跟动作动器分别连接计算机控制系统。这种方式的试验系统能够达到使垂向试验力在试验过程中始终保持垂向状态，但由于采用了微动探测装置、位移传感器和水平伺服跟动作动器等元件，导致成本增加；同时通过计算机主动控制，在控制过程中也可能产生系统误差。

实用新型内容

1、实用新型所要解决的问题

本实用新型在于提供一种具有被动跟动加载功能的结构试验系统，在保证被测试样垂向加载在试验过程中始终保持垂向的同时，降低结构试验系统的成本，减少系统误差。

2、实用新型所采取的技术方案

所述的被动跟动加载结构试验系统，包括承载框架1、垂向加载作动器2、水平加载作动器3，所述垂向加载作动器2和水平加载作动器3分别安装在承载框架1上，所述的水平直线滑轨7与承载框架1固定连接，所述的垂向加载作动器2与水平直线滑轨7连接，垂向加载作动器2可跟随试样在水平方向被动跟动。

垂向球铰5与垂向加载作动器2相连，水平球铰6与水平加载作动器3相连，垂向球铰5和水平球铰6分别作用于试样4，所述试样固定在承载框架1上。

所述的水平直线滑轨7两端加装有侧挡板8，侧挡板8固定连接在水平直线滑轨7上，所述的侧挡板8可以限定垂向加载作动器2的滑动范围。

所述的承载框架1装有一螺杆9，螺杆9固定在水平直线滑轨7上，并与侧挡板8通过螺母固定。对垂向加载作动器2起到支撑作用，确保试样产生平移的过程中使垂向加载作动器2于水平直线滑轨7保持平行。

3、实用新型产生的技术效果

本实用新型的采用水平直线滑轨在保证受到最高达2000kN的垂向试验力时，垂向加载作动器与承载框架之间的摩擦力很小，水平直线滑轨依然可以自如控制垂向加载作动器与试样跟动，从而控制垂向加载作动器施加在被测试样上的垂向试验力在试验过程中始终保持在垂直状态，不受水平加载作动器施加在试样上的水平试验力导致的被测试样水平变形的影响。本系统结构有效降低了成本，避免了因计算机在主动控制过程中产生的误差。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述被动跟动加载结构试验系统的结构示意图。