一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置连接有数据采集系统，试件加载装置下方设置有试件固定装置，水平荷载采用作动器进行加载，可灵活调节作动器的行程，在加载过程中通过电脑实现高精度控制，同时在试件底部设置底座和压梁，可有效防止试验过程中试件发生移动，测试精度高；本测试装置拆卸和组装方便、安全和可靠，并且克服了法兰节点试件受拉弯荷载的难题。
【专利说明】
一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电力行业变电构架节点领域，具体涉及一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置。
【背景技术】
[0002]电力行业工程领域中，研究法兰节点的抗拉弯静力和滞回性能非常重要。在变电构架中，主要节点为法兰节点，而节点往往是整体结构中的薄弱地方，其静力和滞回性能的好坏对整个变电构架的抗震性能有很大影响，准确测量法兰节点的抗拉弯静力和滞回性能对评价法兰节点的延性、变性能力以及耗能具有重要意义。
[0003]目前，在研究法兰节点的抗拉弯静力和滞回性能方面主要采用拟静力试验装置，大部分装置主要集中在法兰节点的抗压弯静力和滞回性能方面，而在法兰节点的抗拉弯静力和滞回性能方面的试验装置较少。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，克服了法兰节点试件受拉弯荷载的难题，该试验装置拆卸和组装方便，并且安全、可靠。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置连接有数据采集系统，试件加载装置下方设置有试件固定装置；
[0006]所述外部框架固定装置包括固定在地面上的钢筋混凝土反力墙和反力钢框架；
[0007]所述试件加载装置包括加载头，加载头通过水平作动器与钢筋混凝土反力墙相连，水平作动器上设置有水平荷载传感器，加载头下部设置有两台千斤顶，千斤顶上设置有压力传感器，两台千斤顶分别固定在两个滚轮装置上，反力钢框架上固定有加载横梁，滚轮装置的下钢板固定在加载横梁上，千斤顶通过放大器提供所需竖向力；
[0008]所述试件固定装置包括固定在地面的底座，底座上固定有压梁；
[0009]所述数据采集系统包括通过第一油管连接水平作动器的第一液压油源，以及通过第二油管连接千斤顶的第二液压油源，第一液压油源和第二液压油源均连接控制器，控制器连接电脑，电脑连接多通道应变采集仪，多通道应变采集仪水平荷载传感器和压力传感器。
[0010]所述千斤顶采用油压千斤顶，放大器包括油压千斤顶上部的杠杆，杠杆的一端设置有重量块放置吊篮。
[0011]所述水平作动器的一端设置有大球铰，另一端设置有小球铰，大球铰通过高强螺栓固定在钢筋混凝土反力墙上，小球铰通过高强螺栓固定在加载头的侧面上。
[0012]所述反力钢框架通过八个第一地脚螺栓固定在地面上，底座通过若干第二地脚螺栓固定在地面上。
[0013]法兰节点试件顶部通过高强螺栓固定在加载头的中间，底部通过高强螺栓固定底座上。
[0014]所述第一液压油源和第二液压油源均通过导线连接控制器，电脑通过导线连接多通道应变采集仪。
[0015]所述导线为四芯导线，多通道应变采集仪通过传感器导线连接水平荷载传感器和压力传感器。
[0016]所述加载横梁通过高强螺栓固定在反力钢框架上。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的测试装置中的水平荷载采用作动器进行加载，可灵活调节作动器的行程，在加载过程中通过电脑实现高精度控制，同时在试件底部设置底座和压梁，可有效防止试验过程中试件发生移动，测试精度高；本测试装置拆卸和组装方便、安全和可靠，并且克服了法兰节点试件受拉弯荷载的难题。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的正视图；
[0019]图2为本实用新型数据采集系统的示意图；
[0020]图3为本实用新型底座的不意图；
[0021]图4为本实用新型加载头的不意图；
[0022]图5为本实用新型加载头的仰视图；
[0023]图6为本实用新型的法兰节点试件示意图；
[0024]图7为本实用新型的放大器示意图；
[0025]图8为本实用新型第二油源的示意图；
[0026]图9为本实用新型的整体结构不意图；
[0027]其中，I为钢筋混凝土反力墙、2为反力钢框架、3为加载横梁、4为水平作动器、5为加载头、6为底座、7为千斤顶、8为滚轮装置、9为压梁、10为高强螺栓、111为第一地脚螺栓、112为第二地脚螺栓、12为小球铰、13为大球铰、14为水平荷载传感器、15为第一液压油源、16为第一油管、17为导线、18为控制器、19为电脑、20为传感器导线、21为多通道应变采集仪、22为法兰节点试件、23为第二液压油源、24为第二油管、25为重量块放置吊篮、26为竖向荷载传感器、27为油压千斤顶、28为杠杆。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0029]参见图1至图9，一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置连接有数据采集系统，试件加载装置下方设置有试件固定装置；
[0030]外部框架固定装置包括固定在地面上的钢筋混凝土反力墙I和反力钢框架2，反力钢框架2通过八个第一地脚螺栓111固定在地面上，底座6通过若干第二地脚螺栓112固定在地面上；
[0031]试件加载装置包括加载头5，加载头5通过水平作动器4与钢筋混凝土反力墙I相连，水平作动器4上设置有水平荷载传感器14，加载头5下部设置有两台千斤顶7，千斤顶7上设置有压力传感器26，两台千斤顶7分别固定在两个滚轮装置8上，反力钢框架2上固定有加载横梁3，加载横梁3通过高强螺栓10固定在反力钢框架2上，滚轮装置8的下钢板固定在加载横梁3上，千斤顶7通过放大器提供所需竖向力，水平作动器4的一端设置有大球铰13，另一端设置有小球铰12，大球铰13通过高强螺栓10固定在钢筋混凝土反力墙I上，小球铰12通过高强螺栓10固定在加载头5的侧面上，法兰节点试件22顶部通过高强螺栓10固定在加载头5的中间，底部通过高强螺栓10固定底座6上。
[0032]试件固定装置包括固定在地面的底座6，底座6上固定有压梁9;
[0033]数据采集系统包括通过第一油管16连接水平作动器4的第一液压油源15，以及通过通过第二油管24连接千斤顶7的第二液压油源23，第一液压油源15和第二液压油源23均通过导线17连接控制器18，控制器18连接电脑19，电脑19通过导线17连接多通道应变采集仪21，多通道应变采集仪21通过传感器导线20连接水平荷载传感器14和压力传感器26。
[0034]优选的，千斤顶7采用油压千斤顶27，放大器包括油压千斤顶27上部的杠杆28，杠杆28的一端设置有重量块放置吊篮25。
[0035]优选的，导线17为四芯导线。
[0036]本实用新型的测试方法，包括以下步骤:
[0037]步骤一，将钢筋混凝土反力墙I通过预埋地基与地面形成一个整体，再将反力钢框架2通过八个第一地脚螺栓111固定在地面上；
[0038]步骤二，将底座6通过压梁9和第二地脚螺栓112固定在地面上，并将法兰节点试件22通过高强螺栓10固定在底座上6，同时将法兰节点试件22的顶部通过高强螺栓10与加载头5连接；
[0039]步骤三，将水平作动器4的一端通过大球铰13和高强螺栓10与钢筋混凝土反力墙I连接，通过电脑19和控制器18调节水平作动器的行程到合适的位置，然后将水平作动器4的另一端通过另一小球铰12和高强螺栓10连接于加载头5的中间，同时将加载头5的另一端通过高强螺栓10与法兰节点试件22的顶部连接，把水平作动器4通过作动器第一油管16与第一液压油源15连接，并将第一液压油源15、控制器18、多通道应变采集仪21、电脑19通过导线17连接，再将水平荷载传感器14和压力传感器26通过传感器导线20连接到多通道应变采集仪21上；
[0040]步骤四，当需要测试时，通过放大器给千斤顶7施加相应的竖向力，通过电脑19和控制器18按照水平荷载加载制度控制水平作动器4施加水平力，直至试件破坏，并通过电脑19和多通道应变采集仪21采集试验过程中的水平P (t)和位移S (t)；
[0041]步骤五，根据试验过程中所记录的水平力P(t)与水平力作用点处的水平位移S(t)，绘出法兰节点试件22的荷载-位移曲线，即完成自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试。
[0042]放大器给千斤顶7施加相应的竖向力时，通过压力传感器26观察千斤顶的压力，根据千斤顶所需的竖向力通过换算关系得知在重量块吊篮的所加重量块数量和油压千斤顶及其固定装置在杠杆下的支撑位置。
[0043]本实用新型的测试方法通过连接放大器的千斤顶给加载头提供竖向力，竖向力通过加载头传递给法兰节点试件，使试件产生轴向拉力，其次，再通过水平作动器的提供的水平力，是法兰节点试件处于拉弯受力状态，实验过程中通过电脑实现高精度控制，提高了实验精度。
【主权项】
1.一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，包括外部框架固定装置，外部框架固定装置内设置有试件加载装置，试件加载装置连接有数据采集系统，试件加载装置下方设置有试件固定装置； 所述外部框架固定装置包括固定在地面上的钢筋混凝土反力墙(I)和反力钢框架(2); 所述试件加载装置包括加载头(5)，加载头(5)通过水平作动器(4)与钢筋混凝土反力墙(I)相连，水平作动器(4)上设置有水平荷载传感器(14)，加载头(5)下部设置有两台千斤顶(7)，千斤顶(7)上设置有压力传感器(26)，两台千斤顶(7)分别固定在两个滚轮装置(8)上，反力钢框架(2)上固定有加载横梁(3)，滚轮装置(8)的下钢板固定在加载横梁(3)上，千斤顶(7)通过放大器提供所需竖向力； 所述试件固定装置包括固定在地面的底座(6)，底座(6)上固定有压梁(9); 所述数据采集系统包括通过第一油管(16)连接水平作动器(4)的第一液压油源(15)，以及通过第二油管(24)连接千斤顶(7)的第二液压油源(23)，第一液压油源(15)和第二液压油源(23)均连接控制器(18)，控制器(18)连接电脑(19)，电脑(19)连接多通道应变采集仪(21)，多通道应变采集仪(21)连接水平荷载传感器(14)和压力传感器(26)。2.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述千斤顶(7)采用油压千斤顶(27)，放大器包括油压千斤顶(27)上部的杠杆(28)，杠杆(28)的一端设置有重量块放置吊篮(25)。3.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述水平作动器(4)的一端设置有大球铰(13)，另一端设置有小球铰(12)，大球铰(13)通过高强螺栓(10)固定在钢筋混凝土反力墙(I)上，小球铰(12)通过高强螺栓(10)固定在加载头(5)的侧面上。4.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述反力钢框架(2)通过八个第一地脚螺栓(111)固定在地面上，底座(6)通过若干第二地脚螺栓(112)固定在地面上。5.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，法兰节点试件(22)顶部通过高强螺栓(10)固定在加载头(5)的中间，底部通过高强螺栓(10)固定底座(6)上。6.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述第一液压油源(15)和第二液压油源(23)均通过导线(17)连接控制器，电脑(19)通过导线(17)连接多通道应变采集仪(21)。7.根据权利要求6所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述导线(17)为四芯导线，多通道应变采集仪(21)通过传感器导线(20)连接水平荷载传感器和压力传感器。8.根据权利要求1所述的一种自动控制法兰节点双向荷载共同作用性能测试装置，其特征在于，所述加载横梁(3)通过高强螺栓(1)固定在反力钢框架(2)上。
【文档编号】G01M13/00GK205642821SQ201620443045
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】杨俊芬, 闫西峰, 陈雷, 钟炜辉, 杨超
【申请人】西安建筑科技大学