[发明专利]一种荷载与环境同步耦合作用模拟试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境试验箱和加载装置集成系统及方法，特别是一种荷载与环境同步耦合作用模拟试验系统及方法。

背景技术

目前，服役于各类环境地区（煤矿、沿海、化工等环境）中的建（构）筑物严重损伤劣化，影响生产甚至国民经济发展，已成为全世界必须面对和解决的重要问题。节约能源，提高结构服役寿命，以及保护环境，实现可持续发展已成为当今时代的一个主题。为此，急需研制相关试验设备并开展研究，掌握相关机理并有针对性地进行防治。荷载与环境同步耦合作用模拟可以真实反映建（构）筑物工作状态，试验结果更加真实可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种荷载与环境同步耦合作用模拟试验装置及方法，解决传统装置不能实现建（构）筑物工作状态真实模拟的问题。

实现本发明目的的技术方案为：该模拟试验系统的控制台与并联的温度模拟装置、气态腐蚀介质模拟装置、液态腐蚀介质模拟装置、气态模拟装置、湿度模拟装置、紫外光模拟装置、冷气模拟装置、静力荷载模拟装置和动力荷载模拟装置连接，温度模拟装置、液态腐蚀介质模拟装置、液态腐蚀介质模拟装置、气态模拟装置、湿度模拟装置、紫外光模拟装置、冷气模拟装置、静力荷载模拟装置和动力荷载模拟装置的输出端均与试验物体连接。

所述的温度模拟装置包括：电磁阀和加热器，电磁阀和加热器顺序连接。

所述的气态腐蚀介质模拟装置包括：电磁阀、盐雾箱、盐水泵、电磁阀和高压气-液喷射器，电磁阀、盐雾箱、盐水泵、电磁阀和高压气-液喷射器顺序连接；

所述的液态腐蚀介质模拟装置包括：电磁阀、盐水桶、盐水泵、电磁阀和K高压气-液喷射器，电磁阀、盐水桶、盐水泵、电磁阀和高压气-液喷射器顺序连接；

所述的气态模拟装置包括：电磁阀、气体容器、电磁阀和气-气喷射器，电磁阀、气体容器、电磁阀和气-气喷射器顺序连接；

所述的湿度模拟装置包括：电磁阀、加热锅炉、电磁阀和高压气-液喷射器，电磁阀、加热锅炉、电磁阀和高压气-液喷射器顺序连接；

所述的紫外光模拟装置包括：电磁阀和紫外灯，电磁阀和紫外灯顺序连接；

所述的冷气模拟装置包括：电磁阀和制冷装置，电磁阀和制冷装置顺序连接；

所述的静力荷载模拟装置包括：加载系统控制器、电磁阀、电磁阀和静力加载装置，加载系统控制器、电磁阀、电磁阀和静力加载装置顺序连接；

所述的动力荷载模拟装置包括：加载系统控制器、电磁阀、和动力加载装置，加载系统控制器、电磁阀、电磁阀和动力加载装置顺序连接。

该模拟试验系统的控制方法为：做荷载与腐蚀介质同步耦合作用模拟时，加载装置所产生的静力荷载或动力荷载通过传力杆作用于试验物体上，同时环境装置按设置要求将气态和气态腐蚀介质通过高压喷嘴转换成雾状或将液态腐蚀介质通过喷嘴转换成盐雨作于试验物体上。按规范要求，环境装置将试验环境的温度和湿度调整到设计要求，以保障试验开展；在试验过程中，如需要降低环境温度，通过控制台调整制冷装置，将产生的冷气喷入环境箱内，作用于试验物体表面。当涉及紫外灯照射的老化试验时，通过控制台调整处于环境箱内的紫外灯将产生的紫外光作用于试验物体上；实现荷载与环境同步耦合作用于试验物体，真实地模拟结构的工作状态。

有益效果，由于采用了上述方案，在传统环境模拟装置的基础上，增加了加载装置，克服了传统装置只能开展环境模拟而不能反映环境中建（构）筑物受力状态的缺陷。该装置可以开展单一因素环境模拟或多种因素复合环境模拟，还可以进行荷载与单一因素环境或多种因素复合环境同步耦合作用。同传统装置相比，真实反映了各类环境中建（构）筑物真实工作状态，便于有针对性地开展损伤劣化机理及防治技术研究；荷载与环境同步耦合作用，实现荷载与单一或多种环境同时作用模拟。通过调整加热器和制冷装置输出功率、盐雾箱和盐水桶中液体介质（酸、碱或盐）浓度、气体容器中气体类型及喷出速率、液压千斤顶和作动器输出荷载等，模拟任意环境中结构的工作状态。同时，荷载与环境同步耦合，缩短了试验研究周期。

实现包括盐雾、盐雨、淋雨、高低温、湿度、紫外灯光照、酸性气体等多种试验的模拟环境，能够开展结构在干湿交替、冻融循环、腐蚀性气体侵蚀、腐蚀性液体（酸、碱、盐溶液）侵蚀等多种因素单一作用或同步耦合作用下结构损伤劣化性能试验。实现了环境模拟与荷载模拟的同步耦合，真实反映结构实际工作状况。

优点：加载装置与环境装置同步耦合模拟，一方面提高了模拟试验结果的准确性，另一方面减少了交叉试验带来的时间浪费。

附图说明