[发明专利]一种弧面压载荷加载系统

说明书

一种弧面压载荷加载系统，包括加载系统和气囊加载控制系统，其中，加载系统又包括钢构铸块、约束夹具、试验件导轨、加载工装、气囊，通过钢构铸块的固定连接构成试验平台，试验平台右侧设有约束夹具，约束夹具内镶嵌有试验件导轨，试验平台上左侧设有加载工装，加载工装底部设有气囊，加载工装固定在气囊外部，气囊加载控制系统又包括气源、储气罐、进气开关、出气开关、进气限压阀、压力传感器、可编程控制器、排气口。本发明有效解决了大型弧面结构外压载荷加载问题，以及不规则曲面外压加载问题，可实现多路均匀缓慢协调加载能真实模拟弧面结构的受载情况，保证载荷施加的均匀性和准确性，使试验件的外压加载更接近实际情况。

技术领域

本发明涉及大型结构强度试验，尤其涉及一种弧面压载荷加载系统。

背景技术

舰船结构在水面上下浮动时会受到水面载荷作用，根据相关要求需要考虑水载荷对结构的作用位置与分布的影响。试验考核主要通过分布压力的形式对试验件受试面施加。在舰船结构强度试验中，由于载荷作用结构表面的加载面积大，表面不规则，主要为弧面结构，且需要均匀施加载荷，因此对舰船大型弧面结构进行外压强度加载存在技术难点。

常规拉压垫及液压缸加载装置不能满足异形弧面加载要求，且压载荷较大，工况多，传统加载试验方法实施过程中较为复杂，因此需要设计一种新型加载系统，以实现对大型弧面结构的法向加载，以保证试验的准确性和真实性。

发明内容

根据以上技术问题，本发明提供一种弧面压载荷加载系统，包括加载系统和气囊加载控制系统，其中，所述加载系统又包括钢构铸块、约束夹具、试验件导轨、加载工装、气囊，所述钢构铸块数量为N个，N≥6，通过N个钢构铸块的固定连接构成试验平台，试验平台右侧设有约束夹具，所述约束夹具由安装底板、侧板、顶板、限位块、安装孔构成，所述安装底板通过螺栓固定安装在试验平台上，所述侧板数量为2个，2个侧板对称设置在安装底板两侧，所述侧板顶部通过顶板相连接，每侧的侧板前后对称设有限位块，限位块上开设有安装孔，所述约束夹具为一组共2个，所述约束夹具内镶嵌有试验件导轨，所述试验件导轨截面为与试验件相一致的形状，所述约束夹具通过将螺栓穿过安装孔与试验件导轨相连接，试验平台上左侧设有加载工装，所述加载工装固定安装在钢构铸块上，其上预留有气嘴引出孔，所述加载工装底部设有气囊，所述气囊上设有两个气嘴，分别为气嘴I、气嘴II，通过将气嘴I、气嘴II分别由加载工装上预留的气嘴引出口引出实现加载工装与气囊的固定卡接；

所述气囊加载控制系统又包括气源、储气罐、进气开关、出气开关、进气限压阀、压力传感器、可编程控制器、排气口，所述气源通过管路经储气罐与气囊的气嘴I相连接，所述储气罐与气囊之间的管路上依次安装有进气开关、进气限压阀，所述气囊的气嘴II通过管路与排气口相连接，所述气囊与排气口之间的管路上安装有出气开关，所述气囊的侧面通过管路与压力传感器相连接；

所述可编程控制器分别通过管路连接进气开关、出气开关、进气限压阀与压力传感器，通过压力传感器的反馈，控制进气开关与出气开关的开闭，形成闭环控制。

进一步的，所述加载工装为半圆弧型结构。

进一步的，所述气囊采用柔软的天然橡胶材料制作，其壁厚为2mm。

进一步的，还包括有流量计、气压表，所述流量计、气压表共2组，其中一组安装在进气限压阀与气囊之间的管路上，另一组安装在气囊与出气开关之间的管路上。

本发明的有益效果为：本发明通过钢构铸块、约束夹具、加载工装、气囊和可实现两路均匀协调加载的气囊加载控制系统，有效解决了大型弧面结构外压载荷加载问题，以及不规则曲面外压加载问题，适用性强；设计协调加载系统，可实现多路均匀缓慢协调加载能真实模拟弧面结构的受载情况，保证载荷施加的均匀性和准确性，使试验件的外压加载更接近实际情况。本发明形式简单、设计合理、稳定性高，可以很好的满足试验需求。

附图说明

图1为本发明加载系统安装示意图；