[实用新型]一种板件静载和稳定试验的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种板件静载和稳定试验的装置。

背景技术

板式结构是工程结构常用的结构形式，既能承受面外荷载，也能承受面内荷载。当板承受面外荷载或面内拉伸荷载时，当荷载达到一定程度，表面纤维应力超过材料的极限拉伸强度，板会发生拉伸破坏；当板承受面内压荷载时，一种情况是板的宽厚比较小，当荷载加至表面纤维应力达到材料的极限压缩强度，板会发生压缩破坏；另一种情况是板的宽厚比较大，当荷载加至一定程度，表面纤维应力还没有达到材料的极限压缩强度时，板会突然发生较大变形而失去承载能力，这种现象称为屈曲或失稳。

在研究或实际结构设计中，经常通过试验来验证板式结构的极限强度或稳定系数，加载方式和边界条件的模拟直接影响试验结果的准确性。

一般来讲，试验机的加载方向主要是竖向拉或压。在进行板件的静载和稳定试验时，通常采用竖向加载的方式，荷载很难作用于板面，即曲面的法线方向，往往会存在偏心，这不符合板件的实际受力状态。由于板件失稳瞬间位移突然增大，其与试验机接触部位、与板件下端模拟铰接的装置之间都有可能会发生滑动，导致板件被挤出而危及设备和人员安全。对于曲板结构，除了这两方面的问题外，板件下端必须设置强大的工装以抵抗板件的水平力。

在进行板件的静载和稳定试验时，边界条件的模拟至关重要。典型边界条件主要有简支、固定和自由三种。若试验用板件为实际板式结构中的一部分，两侧为非自由边时，则将其边界条件假定为简支，板件上端和下端设置为铰接，在上端进行加载。一般在板件的上、下两端焊接特制工装以模拟其铰接边界条件，但是试验时经常在板件与工装之间首先破坏，从而不能满足试验目的。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种板件静载和稳定试验的装置，其实现了模拟板件四边约束，不同厚度和宽度的板件通用，直板、曲板试件通用的目标。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种板件静载和稳定试验的装置，包括：

整体框架，其由钢板焊接而成，呈口字形，且水平放置，所述整体框架通过4个立柱固定在地面上，整体框架具有足够的强度和刚度，能够保证在板件破坏之前所述整体框架不会发生强度破坏，且不会发生影响试验结果的整体或局部变形。

沿所述整体框架的长度方向，其内部依次设有千斤顶、前端加载块和后端约束板，板件放置在前端加载块和后端约束板之间，且板件的两侧分别设置有简支夹具；所述千斤顶和前端加载块均放置于托架上，所述托架上方设有千斤顶限位件，用以限制千斤顶在试验过程中左右滚动。

进一步的，所述板件为钢、铝或复合材料制成的平板或曲板，或为钢、铝或复合材料制成的带加劲肋的平板或曲板，所述板件前端和后端的边缘均为半圆形状。

进一步的，所述前端加载块由钢板焊接而成，具有足够的强度和刚度，能够保证将千斤顶的外力均匀作用至板件边缘。所述后端约束板通过高强度螺栓固定在整体框架上，能够将来自板件、垂直于板面的力转递至整体框架。

所述前端加载块和后端约束板靠板件的侧面上均开有底部为半圆形、喇叭口形状的凹槽，与板件的半圆形边缘相匹配，模拟铰接边界条件，保证板件的前端和后端能够自由转动，且保证前端加载块或后端约束板不会发生垂直于板面的变形，且能始终将荷载作用在板面内。

若板件带加劲肋，则所述前端加载块和后端约束板在与板件加劲肋对应位置开设凹槽。

进一步的，所述托架为带加劲肋的钢板，用于支撑千斤顶和前端加载块，保证千斤顶的中心对准板件的形心，所述托架通过托架连接件和高强度螺栓固定在整体框架上，所述托架的高度可通过垫入不同厚度的钢板上、下调节。

进一步的，千斤顶限位件和托架之间设有聚四氟乙烯板，可减小千斤顶与托架之间的摩擦，保证千斤顶前后活动自如。

进一步的，所述立柱由钢板焊接而成，所述立柱的顶端通过立柱连接件和高强度螺栓连接整体框架，所述立柱的底端通过地锚螺栓固定于地面。

进一步的，整体框架与简支夹具之间设有宽度调节块，适应于不同宽度的板件；所述宽度调节块由钢板焊接而成，通过高强度螺栓连接整体框架与简支夹具。

进一步的，所述千斤顶限位件采用角钢或钢板制成。

进一步的，板件两侧的简支夹具由焊接有圆钢棒的夹具组成，模拟板件两侧的简支边界条件。

本实用新型的有益效果为：

(1)所述装置采用口字形整体框架作为承载结构进行板件的静载和稳定试验，来自千斤顶的外力和支反力在整体框架内自平衡，不受试验场地和试验加载设备的限制。