一种检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统及方法与流程

本发明涉及检测设备领域，尤其涉及一种检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统及方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，人们对食品的保险及冷藏越来越重视，所以冷链物流中物品储存显得更加重要，因此对低温环境货架结构的研究尤为重要。

货架在货物装卸载荷作用下，尤其对于梁柱节点等有明显应力集中现象的结构部位，当载荷远远小于极限载荷的情况下，甚至低于屈服点时，也会发生疲劳破坏，而且在疲劳破坏之前，结构构件没有预兆，破坏突然，难以采取有效的措施进行预防，其危害严重、损失巨大，尤其是在低温环境下，材料的力学性能发生改变，脆性破坏的几率加大，极易造成经济损失，所以需要一种检验冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统及方法，从而有效的避免冷库用货架在货物装卸载荷下的破坏，延长使用寿命。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单、可以检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统及方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统，包括固定装置、循环加载装置、降温装置和连接装置，

固定装置用于固定待测的冷库用货架梁柱节点试件；

循环加载装置用于进行低频循环试验载荷的施加；

降温装置用于为待测的冷库用货架梁柱节点试件提供低温环境；

连接装置用于传递循环加载装置试验载荷的施加与卸载。

作为本发明的优化方案，检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统还包括拉压传感器、测力仪和计数器，拉压传感器安装在连接装置上，测力仪与拉压传感器相连，拉压传感器和测力仪用于测量循环加载装置所施加试验载荷的大小，计数器用于统计循环加载装置加载的次数。

作为本发明的优化方案，固定装置为反力架，待测的冷库用货架梁柱节点试件安装在反力架上。

作为本发明的优化方案，降温装置为冷温箱，冷温箱的正面和侧面分别开设有用于观察的第一观察口和第二观察口，冷温箱的底部设置有滑行轨道，冷温箱通过滑行轨道将待测的冷库用货架梁柱节点试件置于冷温箱内部。

作为本发明的优化方案，连接装置为竖向加载杆，循环加载装置带动竖向加载杆上下移动实现试验载荷的施加与卸载。

实现本发明目的的技术方案是：一种利用权利要求1所述检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统的检测方法，包括如下步骤：

1)选取一组不少于3个待测的冷库用货架梁柱节点试件进行检测，待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱的高度H不小于待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡的高度的两倍，待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱至少包含5排卡孔，待测的冷库用货架梁柱节点试件的横梁的长度L不小于400mm；

2)将待测的冷库用货架梁柱节点试件固定在固定装置上，确保两者连接可靠；

3)将连接装置与待测的冷库用货架梁柱节点试件的横梁连接，将拉压传感器安装在连接装置上，将测力仪与拉压传感器相连，将计数器安装到位；

4)将计数器归零，关闭降温装置开始降温，降至指定温度t℃后，该组待测的冷库用货架梁柱节点试件在降温装置中维持0.5小时以上以使该组待测的冷库用货架梁柱节点试件冷却到指定温度t℃；

5)循环加载装置开始工作，循环加载装置加载的过程中，降温装置内部的温度维持在t±1℃范围内，循环加载装置通过连接装置上下移动实现低频循环工作载荷的施加与卸载，拉压传感器和测力仪用于测量循环加载装置所施加试验载荷的大小，计数器用于统计循环加载装置加载的次数，试验载荷F的大小根据节点弯矩等效的原则确定，

即F＝M/L1，

其中，L1为加载中心点到待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡中心点的距离，M为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件在额定载荷作用下待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡中心点实际受力的弯矩；循环加载过程中，试验荷载误差不超过±5％，循环加载频率不大于60次/min；

6)在检测过程中，详细观察和记录待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱和待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡的焊缝的局部变形、初始细微裂缝、裂缝开展情况、断裂破坏现象及对应的循环加载次数，以裂缝开裂到设计长度或断裂破坏时对应的循环加载次数为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件的低温疲劳寿命，组内所有待测的冷库用货架梁柱节点试件低温疲劳寿命的平均值即为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件的低温疲劳寿命；

7)检测完成后，将降温装置内部的温度升至常温维持两小时，待测的冷库用货架梁柱节点试件恢复常温后，打开降温装置，将待测的冷库用货架梁柱节点试件移出降温装置。

本发明具有积极的效果：1)本发明结构简单，可以对冷库用的货架预先进行检验，从而提早获知冷库用的货架的变形情况，预先进行处理，有效的避免了冷库用的货架在使用过程中的破坏，避免了财产的损失；

2)本发明通过降温装置模拟冷库环境，通过循环加载装置模拟冷库用货架的承载情况，较短的时间可以获取冷库用货架的变形情况，有效的促进了冷库用的货架技术的发展。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的框图；

图2为本发明的结构图；

图3为本发明的实施例图；

图4为待检测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡结构图；

图5为两托盘横梁力学计算模型。

其中：1、固定装置，2、循环加载装置，3、降温装置，4、连接装置，5、待测的冷库用货架梁柱节点试件，6、拉压传感器，51、待测的冷库用货架梁柱节点试件的横梁，52、待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱，53、待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡，7、滑行轨道，31、第一观察口，32、第二观察口。

具体实施方式

如图1-3所示，一种检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统，包括固定装置1、循环加载装置2、降温装置3和连接装置4，

固定装置1用于固定待测的冷库用货架梁柱节点试件5；

循环加载装置2用于进行低频循环试验载荷的施加；

降温装置3用于为待测的冷库用货架梁柱节点试件5提供低温环境；

连接装置4用于传递循环加载装置2试验载荷的施加与卸载。

检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的系统还包括拉压传感器6、测力仪和计数器，拉压传感器6安装在连接装置4上，测力仪与拉压传感器6相连，拉压传感器6和测力仪用于测量循环加载装置2所施加试验载荷的大小，计数器用于统计循环加载装置2加载的次数。

其中，固定装置1为反力架，待测的冷库用货架梁柱节点试件5安装在反力架上。

降温装置3为冷温箱，冷温箱的正面和侧面分别开设有用于观察的第一观察口31和第二观察口32，冷温箱的底部设置有滑行轨道7，冷温箱通过滑行轨道7将待测的冷库用货架梁柱节点试件5置于冷温箱内部。

连接装置4为竖向加载杆，循环加载装置2带动竖向加载杆上下移动实现试验载荷的施加与卸载。

一种检测冷库用货架梁柱节点低温疲劳寿命的方法，该方法包括如下步骤：

1)选取一组不少于3个待测的冷库用货架梁柱节点试件5进行检测，待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱52的高度H不小于待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡53的高度的两倍，待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱52至少包含5排卡孔，其中，单个待测的冷库用货架梁柱节点试件5如图4所示，为了使测量值更加准确，待测的冷库用货架梁柱节点试件的横梁51的长度L不小于400mm；

2)将待测的冷库用货架梁柱节点试件5固定在固定装置1上，确保两者连接可靠；

3)将连接装置4与待测的冷库用货架梁柱节点试件的横梁51连接，将拉压传感器6安装在连接装置4上，将测力仪与拉压传感器6相连，将计数器安装到位，其中，计数器的安装位置不固定；

4)计数器归零，关闭降温装置3开始降温，降至指定温度t℃后，该组待检测的冷库用货架梁柱节点试件在降温装置3中维持0.5小时以上以使该组待检测的冷库用货架梁柱节点试件冷却到指定温度t℃；

5)循环加载装置2开始工作，循环加载装置2加载的过程中，降温装置3内部的温度维持在t±1℃范围内，循环加载装置2通过连接装置4上下移动实现低频循环工作载荷的施加与卸载，拉压传感器6和测力仪用于测量循环加载装置2所施加试验载荷的大小，计数器用于统计循环加载装置2加载的次数，试验载荷F的大小根据节点弯矩等效的原则确定，

即F＝M/L1，

其中，L1为加载中心点到待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡中心点的距离，M为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件在额定载荷作用下待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡中心点实际受力的弯矩；循环加载过程中，试验荷载误差不超过±5％，循环加载频率不大于60次/min；

其中，图5为两托盘横梁力学计算模型，M的计算公式如下所示：

$M=\frac{p(l^2+4al-5a^2)}{4l+8EI/K}$

其中，P为额定载荷作用下托盘作用于横梁的载荷，p为额定载荷；p＝P/8；l为横梁跨度，即横梁两端的柱卡中心点间的距离，a为托盘作用点与相邻的柱卡中心点间距离或两个托盘相邻作用点间距离，图中二者相等，E为横梁所用钢材弹性模量，I为横梁载面惯性矩，EI为横梁抗弯刚度，K为梁柱节点等效刚度，M由额定荷载P、托盘数量及尺寸、梁柱节点等效刚度K、横梁跨度l、横梁抗弯刚度EI等计算确定。

6)在检测过程中，详细观察和记录待测的冷库用货架梁柱节点试件的立柱52和待测的冷库用货架梁柱节点试件的柱卡53的焊缝的局部变形、初始细微裂缝、裂缝开展情况、断裂破坏现象及对应的循环加载次数，以裂缝开裂到设计长度或断裂破坏时对应的循环加载次数为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件的低温疲劳寿命，组内所有待测的冷库用货架梁柱节点试件低温疲劳寿命的平均值即为该组待测的冷库用货架梁柱节点试件的低温疲劳寿命；

7)检测完成后，将降温装置3内部的温度升至常温维持两小时，待测的冷库用货架梁柱节点试件5恢复常温后，打开降温装置3，将待测的冷库用货架梁柱节点试件5移出降温装置3。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。