一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置的制作方法

1.本实用新型属于力学试验技术领域，特别是涉及一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置。


背景技术：

2.该装置主要用于结构力学加载试验、土木工程相关专业科研试验、装配式建筑构件力学加载试验、pc构件的力学分析实验。通过低周反复加载的方式模拟房屋承载力、地震作用力，研究结构构件在作用下的强度及变形。可方便对混凝土梁、混凝土框架、墙体、钢结构桁架等构件进行力学性能试验，也可进行柱类、梁类、桁架类、框架类、节点类试验。该装置也可以实现轴压试验、压剪试验、平行剪切试验等，普遍应用于构件的力学性能试验，包括拉伸、压缩、弯曲等试验。
3.然而现有的结构力学加载试验装置，在对试样进行加载试验时，不能够满足对不同宽度大小的试样的夹持固定；另外也不能够满足不同高度的试样加载试验，对工作人员的试验效率造成了不必要的麻烦，且现有的结构力学加载试验装置难以改变加载点的移动轨迹，从而使得横梁组件与加载组件所组成的长方形难以变成平行四边形，不方便后期的压剪试验。为此，我们设计了一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置，来解决上述述中所述的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置，通过对自平衡机构和加载横梁机构的设计，解决了现有的结构力学加载试验装置，在对试样进行加载试验时，不能够满足对不同宽度大小的试样的夹持固定；另外也不能够满足不同高度的试样加载试验，对工作人员的试验效率造成了不必要的麻烦，且现有的结构力学加载试验装置难以改变加载点的移动轨迹，从而使得横梁组件与加载组件所组成的长方形难以变成平行四边形，不方便后期的压剪试验的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.本实用新型为一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置，包括自平衡机构和加载横梁机构；所述自平衡机构内部滑动设置有加载横梁机构；所述加载横梁机构由加载组件、横梁组件和调节组件组成；所述横梁组件位于加载组件底部，且两者之间通过螺栓螺纹连接；所述调节组件位于横梁组件底部，且两者之间卡接；
7.所述调节组件包括有两对称的第一夹板；两所述第一夹板之间贯穿连接有对称的两移动滑杆架；所述移动滑杆架与第一夹板滑动配合；
8.两所述移动滑杆架靠近中心位置转动配合有转动螺杆；所述转动螺杆周侧面螺纹转动配合有移动件；所述移动件相对两侧面均铰接配合有收扩长板；所述收扩长板一端与第一夹板一侧铰接配合。
9.优选地，所述自平衡机构包括有自平衡金属工作台；所述自平衡金属工作台顶部
固定有对称的两高强度立柱；
10.所述自平衡金属工作台顶部固定有高强度立柱架；所述高强度立柱架相对两侧面固定有高强度钢板；
11.所述高强度立柱架相邻一侧面卡接有水平横梁；所述水平横梁一侧固定有水平旋转件；所述水平旋转件一端固定有水平油缸；所述水平横梁与高强度立柱架通过螺栓螺纹连接；
12.所述水平油缸前端连接有水平力值传感器；所述水平油缸内部设置有水平位移传感器；所述水平力值传感器一端连接有水平旋转件。
13.优选地，所述自平衡金属工作台顶部对称固定有两组升降油缸；
14.所述自平衡金属工作台顶部滑动配合有两第二夹板；
15.所述自平衡金属工作台顶部开设有若干螺纹孔；
16.所述第二夹板顶部螺纹转动配合有螺纹固定件；所述螺纹固定件与螺纹孔螺纹连接。
17.优选地，所述加载组件包括有承载横梁；所述承载横梁底部对称固定有两主横梁；两所述主横梁一侧均固定有对称的两升降油缸固定座；所述升降油缸固定座与升降油缸顶部通过螺栓螺纹连接；
18.两所述承载横梁底部均固定有垂直旋转件；所述垂直旋转件底部固定有垂直油缸；所述垂直油缸一端连接有垂直力值传感器；所述垂直油缸内部设置有垂直位移传感器；
19.所述垂直力值传感器一端连接有垂直旋转件；所述垂直旋转件一端固定有法兰盘。
20.优选地，所述横梁组件包括有试样贴合梁；所述试样贴合梁顶部开设有若干法兰固定孔；所述法兰盘与法兰固定孔重合，且两者之间通过螺栓螺纹连接；所述水平油缸与试样贴合梁一侧面通过水平旋转件相连接。
21.优选地，所述试样贴合梁相对两侧面均固定有l形带孔卡板；所述l形带孔卡板与移动滑杆架卡接，且两者通过螺母螺纹连接。
22.优选地，所述试样贴合梁底部对称开设有两移动滑槽；所述移动滑槽与第一夹板滑动配合。
23.优选地，所述试样贴合梁位于两高强度立柱之间，且试样贴合梁与两高强度立柱滑动配合；所述试样贴合梁位于高强度立柱架内部，且试样贴合梁与高强度立柱架滑动配合。
24.本实用新型具有以下有益效果：
25.1、本实用新型通过两对称的第二夹板分别与待检测试样件的两侧相互贴合，然后转动螺纹固定件，使得螺纹固定件与螺纹孔螺纹连接，转动转动螺杆，使得移动件移动，并带着其相对两侧面铰接配合的收扩长板收缩或扩张，因收扩长板一端与第一夹板一侧铰接配合，所以收扩长板的收缩或扩张，会带着两对称的第一夹板在移动滑杆架上相向移动，待到两对称的第一夹板调置与待检测试样件的宽度相适应时，停止转动转动螺杆，实现了对不同宽度大小的待测试样件的夹持固定。
26.2、本实用新型通过启动升降油缸带动整个加载横梁机构向上移动，然后将待检测试样件放置在自平衡机构中的自平衡金属工作台顶部，等到固定完成后，再次启动升降油
缸，使得加载横梁机构与待检测试样件的顶部相互贴合，实现了对不同高度的待测试验样件的加载试验，完成了对待检测试样件的力学性能试验。
27.3、本实用新型通过将水平横梁调置与横梁组件中的试样贴合梁相对应的位置，然后通过螺栓将水平横梁与高强度立柱架螺纹连接，并启动水平油缸对横梁组件进行一个向左的作用力，并在垂直油缸中所设置的垂直旋转件和水平油缸中所设置的水平旋转件的共同旋转作用力下，使得原来的横梁组件与加载组件所组成的长方形变成平行四边形，实现了压剪试验的加载，并可根据不同的控制算法完成其它复杂的试验加载。
28.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型的一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置的结构示意图。
31.图2为本实用新型的一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置的正视图。
32.图3为自平衡机构的结构示意图。
33.图4为自平衡机构的正视图。
34.图5为自平衡机构的内部结构示意图。
35.图6为加载横梁机构的结构示意图。
36.图7为加载组件的结构示意图。
37.图8为加载组件的正视图。
38.图9为横梁组件的结构示意图。
39.图10为调节组件的结构示意图。
40.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
41.1-自平衡机构，2-加载横梁机构，3-加载组件，4-横梁组件，5-调节组件，101-自平衡金属工作台，102-高强度立柱，103-高强度立柱架，104-高强度钢板，105-水平横梁，106-水平旋转件，107-水平油缸，108-升降油缸，109-第二夹板，110-螺纹孔，111-螺纹固定件，301-承载横梁，302-主横梁，303-升降油缸固定座，304-垂直旋转件，305-垂直油缸，306-法兰盘，401-试样贴合梁，402-法兰固定孔，403-l形带孔卡板，404-移动滑槽，501-第一夹板，502-移动滑杆架，503-转动螺杆，504-移动件，505-收扩长板。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.请参阅图1所示，本实用新型为一种自平衡式结构工程阵列加载试验装置，包括自平衡机构1和加载横梁机构2；自平衡机构1内部滑动设置有加载横梁机构2；加载横梁机构2
由加载组件3、横梁组件4和调节组件5组成；横梁组件4位于加载组件3底部，且两者之间通过螺栓螺纹连接；调节组件5位于横梁组件4底部，且两者之间卡接；
44.调节组件5包括有两对称的第一夹板501；两第一夹板501之间贯穿连接有对称的两移动滑杆架502；移动滑杆架502与第一夹板501滑动配合；
45.两移动滑杆架502靠近中心位置转动配合有转动螺杆503；转动螺杆503周侧面螺纹转动配合有移动件504；移动件504相对两侧面均铰接配合有收扩长板505；收扩长板505一端与第一夹板501一侧铰接配合；启动升降油缸108带动整个加载横梁机构2向上移动，然后将待检测试样件放置在自平衡机构1中的自平衡金属工作台101顶部后，移动两对称的第二夹板109，使得两对称的第二夹板109分别与待检测试样件的两侧相互贴合，然后转动螺纹固定件111，使得螺纹固定件111与自平衡金属工作台101顶部开设的螺纹孔110螺纹连接，转动转动螺杆503，使得移动件504移动，并带着其相对两侧面铰接配合的收扩长板505收缩或扩张，因收扩长板505一端与第一夹板501一侧铰接配合，所以收扩长板505的收缩或扩张，会带着两对称的第一夹板501在移动滑杆架502上相向移动，待到两对称的第一夹板501调置与待检测试样件的宽度相适应时，停止转动转动螺杆503，实现了对不同宽度大小的待测试样件的夹持固定。
46.本实施例中，自平衡机构1包括有自平衡金属工作台101；自平衡金属工作台101顶部固定有对称的两高强度立柱102；
47.自平衡金属工作台101顶部固定有高强度立柱架103；高强度立柱架103相对两侧面固定有高强度钢板104；
48.高强度立柱架103相邻一侧面卡接有水平横梁105；水平横梁105一侧固定有水平旋转件106；水平旋转件106一端固定有水平油缸107；水平横梁105与高强度立柱架103通过螺栓螺纹连接；
49.水平油缸107前端连接有水平力值传感器；水平油缸107内部设置有水平位移传感器；水平力值传感器一端连接有水平旋转件106；
50.自平衡金属工作台101顶部对称固定有两组升降油缸108；
51.自平衡金属工作台101顶部滑动配合有两第二夹板109；
52.自平衡金属工作台101顶部开设有若干螺纹孔110；
53.第二夹板109顶部螺纹转动配合有螺纹固定件111；螺纹固定件111与螺纹孔110螺纹连接；将待检测试样件放置在自平衡金属工作台101顶部，移动两对称的第二夹板109，使得两对称的第二夹板109分别与待检测试样件的两侧相互贴合，然后转动螺纹固定件111，使得螺纹固定件111与自平衡金属工作台101顶部开设的螺纹孔110螺纹连接，以便对不同宽度的待检测试样件进行夹持固定，将水平横梁105调置与横梁组件4中的试样贴合梁401相对应的位置，然后通过螺栓将水平横梁105与高强度立柱架103螺纹连接，并启动水平油缸107对横梁组件4进行一个向左的作用力，并在垂直油缸305中所设置的垂直旋转件304和水平油缸107中所设置的水平旋转件106的共同旋转作用力下，使得原来的横梁组件4与加载组件3所组成的长方形变成平行四边形，实现了压剪试验的加载，并可根据不同的控制算法完成其它复杂的试验加载。
54.本实施例中，加载组件3包括有承载横梁301；承载横梁301底部对称固定有两主横梁302；两主横梁302一侧均固定有对称的两升降油缸固定座303；升降油缸固定座303与升
降油缸108顶部通过螺栓螺纹连接；
55.两承载横梁301底部均固定有垂直旋转件304；垂直旋转件304底部固定有垂直油缸305；垂直油缸305一端连接有垂直力值传感器；垂直油缸305内部设置有垂直位移传感器；
56.垂直力值传感器一端连接有垂直旋转件304；垂直旋转件304一端固定有法兰盘306；将升降油缸固定座303与升降油缸108顶部通过螺栓螺纹连接，使得加载横梁机构2螺纹连接在自平衡机构1上，启动升降油缸108，以便适应不同高度的待测试验样件的加载试验，等待待测试验样件完成固定后，启动垂直油缸305，使得加载组件3对横梁组件4进行一定的向下的作用力，并最终通过垂直力值传感器和垂直力值传感器将所测数值传入计算机内部储存，并进行后期的力学性能试验，实现了对不同高度的待测试验样件的加载试验，完成了对待检测试样件的力学性能试验。
57.本实施例中，横梁组件4包括有试样贴合梁401；试样贴合梁401顶部开设有若干法兰固定孔402；法兰盘306与法兰固定孔402重合，且两者之间通过螺栓螺纹连接；水平油缸107与试样贴合梁401一侧面通过水平旋转件106相连接；将法兰盘306与法兰固定孔402对接重合，并用螺栓螺纹连接，使得横梁组件4螺纹连接在加载组件3底部。
58.本实施例中，试样贴合梁401相对两侧面均固定有l形带孔卡板403；l形带孔卡板403与移动滑杆架502卡接，且两者通过螺母螺纹连接；通过l形带孔卡板403与移动滑杆架502之间的卡接，并用螺母将两者连接，使得调节组件5螺纹连接在横梁组件4底部，以便进行后期的待检测试验的夹持固定。
59.本实施例中，试样贴合梁401底部对称开设有两移动滑槽404；移动滑槽404与第一夹板501滑动配合；
60.试样贴合梁401位于两高强度立柱102之间，且试样贴合梁401与两高强度立柱102滑动配合；试样贴合梁401位于高强度立柱架103内部，且试样贴合梁401与高强度立柱架103滑动配合；通过移动滑槽404与第一夹板501之间的滑动配合，使得两对称的第一夹板501与待检测试样件的的两相对外侧壁相互贴合；实现了对不同宽度大小的待检测试样件的夹持固定。
61.本实施例的一个具体应用为：
62.启动升降油缸108带动整个加载横梁机构2向上移动，然后将待检测试样件放置在自平衡机构1中的自平衡金属工作台101顶部后，移动两对称的第二夹板109，使得两对称的第二夹板109分别与待检测试样件的两侧相互贴合，然后转动螺纹固定件111，使得螺纹固定件111与自平衡金属工作台101顶部开设的螺纹孔110螺纹连接，转动转动螺杆503，使得移动件504移动，并带着其相对两侧面铰接配合的收扩长板505收缩或扩张，因收扩长板505一端与第一夹板501一侧铰接配合，所以收扩长板505的收缩或扩张，会带着两对称的第一夹板501在移动滑杆架502上相向移动，待到两对称的第一夹板501调置与待检测试样件的宽度相适应时，停止转动转动螺杆503,再次启动升降油缸108，使得加载横梁机构2与待检测试样件的顶部相互贴合，实现了对不同宽度大小的待测试样件的夹持固定，同时也实现了对不同高度的待测试验样件的加载试验，完成了对待检测试样件的力学性能试验；将水平横梁105调置与横梁组件4中的试样贴合梁401相对应的位置，通过自平衡机构1上竖向布置一组加载横梁机构2，加载横梁机构2中包括至少两只垂直油缸305，垂直油缸305两端与
垂直旋转件304相固定，水平布置至少一组水平油缸107，水平油缸107两端的水平旋转件106中的其中一个水平旋转件106与水平横梁105固定连接，待检测试样件直接与试样贴合梁401相连，待检测试样件所受到的加载力为垂直油缸305和水平油缸107的合力，当试验加载时，加载横梁机构2实行位移控制加载，其做同步、相同的动作，垂直油缸305的加载力通过试样贴合梁401作用于试件上，待检测试样件竖直方向所受的加载力为垂直油缸305对试样贴合梁401竖向加载力的合力，水平油缸107动作时，加载点会同时发生竖向、水平位移，此时，水平油缸107在伸长一定长度的同时，同自平衡机构1、加载横梁机构2组成的连杆机构，就会由原来的长方形变成平行四边形，水平油缸107的伸长量由试验人员设定，垂直油缸305的伸长量由加载横梁机构2的水平位移量、试样贴合梁401对待检测试样件的加载力共同决定，这样就在无摩擦力影响、无跟动模块的情况下，实现了压剪试验加载，或根据不同的控制算法完成其他复杂的试验加载。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。