本申请涉及泵车试验分析领域，特别涉及一种伸缩式泵车支腿的试验装置和试验方法。
背景技术
目前国内生产混凝土泵车实力比较强的生产厂家，对泵车伸缩式支腿设计后用ansys等有限元分析软件进行仿真应力分析，判断疲劳寿命，但是该方法属于计算机模拟仿真，依赖于软件操作者的软件操作水平，稍有设置不当，则对分析结果产生很大的偏差，对于泵车支腿等重要部件，不允许存在设计缺陷。因此对于重要的零部件的应力分析，不能纯粹依赖于计算机仿真软件的结果，还需要对仿真后的结果，进行实际的应力试验。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的一个目的在于提供一种伸缩式泵车支腿疲劳试验装置，能够对现有技术中的仿真过后的伸缩式泵车支腿进行疲劳试验，以验证其应力极限。
本发明的另一个目的在于提供一种伸缩式泵车支腿疲劳试验的方法，能够对现有技术中的仿真过后的伸缩式泵车支腿进行疲劳试验，以验证其应力极限。
本发明提供的技术方案如下：
一种伸缩式泵车支腿疲劳试验装置，包括用于夹持伸缩式泵车支腿一端的工作台和用于对伸缩式泵车支腿的另一端产生脉冲载荷的脉冲装置，所述脉冲装置的另一端设有载荷传感器。
优选的，还包括设于伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区上的应变片。
优选的，所述脉冲装置包括脉冲作动器、与脉冲作动器连接的液压站和控制装置。
优选的，所述工作台的一侧设有用于放置伸缩式泵车支腿的放置孔，和用于紧固伸缩式泵车支腿的紧固装置。
优选的，脉冲装置的一端通过铰接装置与伸缩式泵车支腿的末端铰接。
本发明提供的一种伸缩式泵车支腿疲劳试验装置，具有以下有益效果：
1、通过本试验装置，能模拟伸缩式泵车支腿在实际工作中的状况，来进行疲劳试验，与泵车的实际使用场景一致，因此本试验装置的试验结果准确性非常高，不会因为计算机上的误差、不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。能够在设计后进行计算机仿真试验后，对生产后的伸缩式泵车支腿再次进行试验，增加了准确度，也起到了质量把关的步骤。
2、本试验装置的被试工件是单一的伸缩式泵车支腿，不会与其他的被试工件产生干扰，不会因为其他被试工件的失效或者试验中止而中断本伸缩式泵车支腿的试验，能将试验进行到底，判断伸缩式泵车支腿的薄弱点位置。
3、本试验装置由于只试验伸缩式泵车支腿这一特定的部件，结构更简洁，成本更低，占地面积更小，实用性更强。
4、本试验装置采用了控制装置和载荷传感器，实时采集伸缩式泵车支腿的变形量，并将应变片采集到的变形量与预先设定的允许工件的极限变形量进行比较运算，当小于预先设定时自动循环进行，可以实现试验过程的无人值守，自动化程度高。
5、本试验装置的试验结果不仅有伸缩式泵车支腿的疲劳寿命，还有伸缩式泵车支腿的载荷、变形图谱，试验数据能更好的用来对伸缩式泵车支腿的结构设计和焊缝设计进行分析改进。
另外，本发明还提供一种伸缩式泵车支腿疲劳试验的方法，包括如下步骤：
s1：固定单个伸缩式泵车支腿；
s2：对伸缩式泵车支腿施加交替变化的脉冲载荷；
s3：获取伸缩式泵车支腿所受到的载荷力值，并传输给控制器记录储存；
s4：重复步骤s2-s3，直至伸缩式泵车支腿达到疲劳极限而断裂，并记录脉冲载荷的施加次数。
优选的，所述步骤s2具体为：计算伸缩式泵车支腿承受的反力的最大值和最小值，对伸缩式泵车支腿施加交替变化的最大值的脉冲载荷和最小值的脉冲载荷。
优选的，所述步骤s2之后还包括步骤s21：计算伸缩式泵车支腿承受的侧向力矩方位和大小，结合所述伸缩式泵车支腿承受的反力的最大值和最小值，计算施加脉冲载荷方向的角度值。
优选的，所述步骤s1还包括：在伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区上放置应变片；所述步骤s3还包括：通过应变片采集伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量并传输给控制器记录储存。
优选的，所述步骤s4进行之前，先判断伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量是否小于预设的允许极限变形量，若是，则重复执行步骤s2-s3，若不是，则终止试验。
本发明提供的一种伸缩式泵车支腿疲劳试验方法，具有以下有益效果：
1、通过本试验方法，能模拟伸缩式泵车支腿在实际工作中的状况，来进行疲劳试验，与伸缩式泵车支腿2的实际使用场景一致，因此本试验方法的试验结果准确性非常高，不会因为计算机上的误差、不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。能够在设计后进行计算机仿真试验后，对生产后的伸缩式泵车支腿再次进行试验，增加了准确度，也起到了质量把关的步骤。
2、本试验方法的被试工件是单一的伸缩式泵车支腿，不会与其他的被试工件产生干扰，不会因为其他被试工件的失效或者试验中止而中断本伸缩式泵车支腿的试验，能将试验进行到底，判断伸缩式泵车支腿的薄弱点位置。
3、本试验方法由于只试验伸缩式泵车支腿这一特定的部件，使得试验装置的结构更简洁，成本更低，占地面积更小，实用性更强。
4、本试验方法采用了控制装置和载荷传感器，实时采集伸缩式泵车支腿的变形量，并将应变片采集到的变形量与预先设定的允许工件的极限变形量进行比较运算，当小于预先设定时自动循环进行，可以实现试验过程的无人值守，自动化程度高。
5、本试验方法的试验结果不仅有伸缩式泵车支腿的疲劳寿命，还有伸缩式泵车支腿的载荷、变形图谱，试验数据能更好的用来对伸缩式泵车支腿的结构设计和焊缝设计进行分析改进。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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申请中记载的一些实施例，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。
图1为本发明伸缩式泵车支腿疲劳试验装置的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2的a-a剖视图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-图3所示，本实施方式提供的技术方案如下：
一种伸缩式泵车支腿疲劳试验装置，包括用于夹持伸缩式泵车支腿2一端的工作台1和用于对伸缩式泵车支腿2的另一端产生脉冲载荷的脉冲装置3，所述脉冲装置3的另一端设有载荷传感器4。
本实施方式的工作原理如下：
如图1所示，工作台1用于夹持固定伸缩式泵车支腿2，工作台1自身保持固定状态，可以固定于地面上，或者其他工作平面上。工作台1将伸缩式泵车支腿2的一端，固定在工作台1上，另一端悬出，便于试验。伸缩式泵车支腿2的末端设有产生脉冲载荷的脉冲装置3，该脉冲装置3用于向伸缩式泵车支腿2施加脉冲载荷，也即交替变化的作用力。而脉冲装置3的下部设有载荷传感器4，载荷传感器4的底座固定不动，可以固定于地面，或者其他工作台面上。试验的时候，脉冲装置3产生的作用力交替变化施加在伸缩式泵车支腿2的末端，使伸缩式泵车支腿2不断承受类似于实际工况的载荷，并不断循环重复，最终达到疲劳寿命而断裂。此时，脉冲装置3记录了施加载荷的次数，和各载荷力的大小，从而得到伸缩式泵车支腿2的疲劳寿命、工作载荷和变形图谱。
其中，脉冲装置3可以采用能产生交替变化的载荷力的装置即可，例如油缸、气缸、电动推杆等装置，均可实现本实施方式的功能。
其中，施加交替载荷力的大小，可以通过力学计算，或者计算机上的有限元仿真分析得到。可以采用最大值和最小值的方法，加快试验的速度。此外，为与实际工况接近，还可以对施加交替载荷力的方向进行设定，也就是改变脉冲装置3与伸缩式泵车支腿2接触角度，形成如图1所示的夹角θ，夹角θ的确定，也可以采用最大值，该最大值同样可以通过力学计算或者计算机仿真分析得到。
通过本实施方式，能模拟伸缩式泵车支腿在实际工作中的状况，来进行疲劳试验，与泵车的实际使用场景一致，因此本试验装置的试验结果准确性非常高，不会因为计算机上的误差、不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。能够在设计后进行计算机仿真试验后，对生产后的伸缩式泵车支腿再次进行试验，增加了准确度，也起到了质量把关的步骤。
且被试工件是单一的伸缩式泵车支腿，不会与其他的被试工件产生干扰，不会因为其他被试工件的失效或者试验中止而中断本伸缩式泵车支腿的试验，能将试验进行到底，判断伸缩式泵车支腿2的薄弱点位置。
本实施方式由于只试验伸缩式泵车支腿这一特定的部件，结构更简洁，成本更低，占地面积更小，实用性更强。
试验结果不仅有被试工件的疲劳寿命，还有被试工件的载荷、变形图谱，试验数据能更好的用来对被试工件的结构设计和焊缝设计进行分析改进。
作为本实施方式的进一步优选，还可以包括设于伸缩式泵车支腿2的疲劳寿命危险区上的应变片6。应变片6用于采集伸缩式泵车支腿2的变形量大小，并反馈给控制装置进行记录储存。在试验的时候，不断采集伸缩式泵车支腿2的变形量，并判断伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量是否小于预设的允许极限变形量，如果是，则脉冲装置3继续自动循环施加交替载荷。可以实现试验过程的无人值守，自动化程度高。
作为本实施方式的进一步优选，所述脉冲装置3包括脉冲作动器、与脉冲作动器连接的液压站和控制装置。脉冲作动器可以采用油缸、气缸等驱动装置，控制装置用于控制脉冲作动器的工作，并且记录和存储各种数据，包括脉冲载荷的施加次数，载荷力的大小，伸缩式泵车支腿2的变形量大小和载荷传感器4采集到的载荷大小。控制装置可以采用plc或者单片机。
作为本实施方式的进一步优选，所述工作台1的一侧设有用于放置伸缩式泵车支腿2的放置孔11，和用于紧固伸缩式泵车支腿2的紧固装置。紧固装置可以采用螺钉，或者其他夹具。
作为本实施方式的进一步优选，脉冲装置3的一端通过铰接装置与伸缩式泵车支腿2的末端铰接。铰接使得脉冲装置3与伸缩式泵车支腿2有效连接，但是不会相互产生应力。
本发明还提供一种伸缩式泵车支腿疲劳试验的方法，包括如下步骤：
s1：固定单个伸缩式泵车支腿2；
s2：对伸缩式泵车支腿2施加交替变化的脉冲载荷；
s3：获取伸缩式泵车支腿2所受到的载荷力值，并传输给控制器记录储存；
s4：重复步骤s2-s3，直至伸缩式泵车支腿2达到疲劳极限而断裂，并记录脉冲载荷的施加次数。
可以如图1所示，说明本实施方式的工作原理。
固定单个伸缩式泵车支腿2。固定的方法很多，比如图1的方式，将伸缩式泵车支腿2的一端固定在工作台1上，另一端悬出。
然后，对伸缩式泵车支腿2的末端施加脉冲载荷。施加脉冲载荷可以采用脉冲装置3，也可以采用其他能产生交替变化的脉冲载荷的装置。
然后，获取伸缩式泵车支腿2所受到的载荷力值，并传输给控制器记录储存。获取载荷力值的方法很多，比如可以在脉冲装置3的下部放置载荷传感器4，载荷传感器4的底座固定不动，可以固定于地面，或者其他工作台面上。
然后重复步骤s2-s3，直至伸缩式泵车支腿2达到疲劳极限而断裂，并记录脉冲载荷的施加次数。试验的时候，脉冲装置3产生的作用力交替变化施加在伸缩式泵车支腿2的末端，使伸缩式泵车支腿2不断承受类似于实际工况的载荷，并不断循环重复，最终达到疲劳寿命而断裂。此时，脉冲装置3记录了施加载荷的次数，和各载荷力的大小，从而得到伸缩式泵车支腿2的疲劳寿命、工作载荷和变形图谱。
其中，脉冲装置3可以采用能产生交替变化的载荷力的装置即可，例如油缸、气缸、电动推杆等装置，均可实现本实施方式的功能。比如，脉冲装置3包括脉冲作动器、与脉冲作动器连接的液压站和控制装置。脉冲作动器可以采用油缸、气缸等驱动装置，控制装置用于控制脉冲作动器的工作，并且记录和存储各种数据，包括脉冲载荷的施加次数，载荷力的大小，伸缩式泵车支腿2的变形量大小和载荷传感器4采集到的载荷大小。控制装置可以采用plc或者单片机。
其中，施加交替载荷力的大小，可以通过力学计算，或者计算机上的有限元仿真分析得到。可以采用最大值和最小值的方法，加快试验的速度。此外，为与实际工况接近，还可以对施加交替载荷力的方向进行设定，也就是改变脉冲装置3与伸缩式泵车支腿2接触角度，形成如图1所示的夹角θ，夹角θ的确定，也可以采用最大值，该最大值同样可以通过力学计算或者计算机仿真分析得到。
通过本实施方式，能模拟伸缩式泵车支腿2在实际工作中的状况，来进行疲劳试验，与伸缩式泵车支腿2的实际使用场景一致，因此本试验方法的试验结果准确性非常高，不会因为计算机上的误差、不确定性因素，而导致试验结果出现较大偏差。能够在设计后进行计算机仿真试验后，对生产后的伸缩式泵车支腿2再次进行试验，增加了准确度，也起到了质量把关的步骤。
且被试工件是单一的伸缩式泵车支腿，不会与其他的被试工件产生干扰，不会因为其他被试工件的失效或者试验中止而中断本伸缩式泵车支腿2的试验，能将试验进行到底，判断伸缩式泵车支腿2的薄弱点位置。
本实施方式由于只试验伸缩式泵车支腿2这一特定的部件，结构更简洁，成本更低，占地面积更小，实用性更强。
试验结果不仅有伸缩式泵车支腿2的疲劳寿命，还有伸缩式泵车支腿2的载荷、变形图谱，试验数据能更好的用来对伸缩式泵车支腿2的结构设计和焊缝设计进行分析改进。
作为本实施方式的进一步优选，所述步骤s2具体为：计算伸缩式泵车支腿2承受的反力的最大值和最小值，对伸缩式泵车支腿施加交替变化的最大值的脉冲载荷和最小值的脉冲载荷。最大值和最小值，可以通过力学计算，或者计算机上的有限元仿真分析得到。可以采用最大值和最小值的方法，加快试验的速度。
作为本实施方式的进一步优选，所述步骤s2之后还包括步骤s21：计算伸缩式泵车支腿承受的侧向力矩方位和大小，结合所述伸缩式泵车支腿承受的反力的最大值和最小值，计算施加脉冲载荷方向的角度值。如图1所示，也就是改变脉冲装置3与伸缩式泵车支腿2接触角度，形成如图1所示的夹角θ，夹角θ的确定，也可以采用最大值，该最大值同样可以通过力学计算或者计算机仿真分析得到。
作为本实施方式的进一步优选，所述步骤s1还包括：在伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区上放置应变片；所述步骤s3还包括：通过应变片采集伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量并传输给控制器记录储存。在试验的时候，不断采集伸缩式泵车支腿2的变形量，并判断伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量是否小于预设的允许极限变形量，如果是，则脉冲装置3继续自动循环施加交替载荷。可以实现试验过程的无人值守，自动化程度高。
也就是，在步骤s4进行之前，先判断伸缩式泵车支腿的疲劳寿命危险区的变形量是否小于预设的允许极限变形量，若是，则重复执行步骤s2-s3，若不是，则终止试验。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。