一种静力加载方法及装置与流程

本发明涉及试验加载技术领域，特别是指一种静力加载方法及装置。

背景技术：

在进行静力试验的过程中，往往通过油缸对试件进行加载。传统的采用油缸进行加载时，为加大加载负荷，一般使用的是单个较大加载负荷的油缸或者采用多个油缸同时进行加载。然而，当使用单个油缸进行加载时，会因为单个油缸加载力不够而利用杠杆的方式使得作用于试件的加载力增大，此种通过杠杆来加大加载负荷所设计的结构及其使用方法较为复杂，因而操作不易、耗时较长；而使用多个油缸同时加载时，不易对每个油缸同步控制的精度均较高，较易导致偏心加载而影响静力试验。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种静力加载方法及装置，用以实现对试件施加大载荷的平稳加载。

基于上述目的，本发明提供了一种静力加载方法及装置。

一种静力加载方法，包括：

预设需施加于试件的加载力的加载目标值；

根据所述加载目标值，确定每个供力装置向所述试件需施加加载力的平衡加载值；

通过至少两个所述供力装置向所述试件实际施加加载力；

采集所述至少两个实际施加加载力的实际加载值；

控制所述实际加载值等于所对应的所述平衡加载值以使得所述试件实现平衡加载。

在本发明的一些实施方式中，所述根据加载目标值，确定每个供力装置向所述试件需施加加载力的平衡加载值包括：

所有所述实际施加加载力的方向垂直于所述试件的受力面，所述加载目标值为所有所述平衡加载值之和。

在本发明的一些实施方式中，所有所述平衡加载值相等。

在本发明的一些实施方式中，所述采集至少两个实际施加加载力的实际加载值包括：通过每个所述供力装置所对应的第一传感器采集所述实际加载值。

在本发明的一些实施方式中，所述控制实际加载值等于所述平衡加载值以使得所述试件实现平衡加载包括：

将所述实际加载值输入至控制器，以使得所述控制器对所有所述实际加载值进行识别：

若所有所述实际加载值中存在不等于所对应的所述平衡加载值，则所述控制器对所述供力装置发出操作指令以改变所述供力装置所实际施加加载力的大小。

在本发明的一些实施方式中，所述通过至少两个所述供力装置向所述试件施加加载力，包括：

通过至少两个油缸向所述试件施加加载力。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种静力加载装置，包括：预处理装置、至少两个供力装置、采集数据装置以及控制装置；

所述预处理装置与所述控制装置相连接，用于确定所述至少两个供力装置向试件需施加加载力的平衡加载值；

所述至少两个供力装置作用于所述试件，用于向所述试件实际施加加载力；

所述采集数据装置与所述至少两个供力装置相连接，用于采集所述至少两个供力装置向所述试件实际施加加载力的实际加载值。

所述控制装置与所述采集数据装置、所述供力装置相连接，用于控制所述供力装置以使得所述实际加载值等于所对应的所述平衡加载值。

在本发明的一些实施方式中，所述静力加载装置还包括：设置为圆柱体的平衡装置，所述平衡装置设置于所述至少两个供力装置与所述试件之间、且所述至少两个供力装置沿所述平衡装置的轴线为中心对称分布。

在本发明的一些实施方式中，所述第二传感器设置于所述平衡装置的端面圆心位置处、且与所述平衡装置相连接；所述第二传感器用于采集所述试件实际受到加载力的大小。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种静力加载方法及装置，通过在施加加载力的时候提供多个供力装置，且控制供力装置对实际施加加载力的实际加载值与需要加载于试件上的平衡加载值相等，以实现对试件的平衡加载。即本发明能够通过计算机等电子设备在供力装置较多、加载负荷较大的情况下，较为精确地使得作用在试件上的加载力分布较为均匀，进而使得试件能够得到平衡加载。由此可知，本发明所提供的方法、装置大大解决了多个供力装置同时加载时，不易对每个油缸同步控制的精度均较高、因而较易导致偏心加载而影响静力试验的问题，比较好地实现了较大负荷情况下对试件的平衡加载。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明一种静力加载方法实施例的流程示意图；

图2为本发明一种静力加载装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参照图1所示，为本发明提供的一种静力加载方法的一个实施例的流程示意图，所述静力加载方法包括：

步骤101：预设需施加于试件的加载力的加载目标值；其中，在本发明的一些实施例中，预设的所要施加于试件的加载力的加载目标值由各个不同的静力加载试验所决定。操作人员在进行不同的静力试验时，当所需加载于试件的加载力的加载目标值不同时，需要重新设定加载目标值，以便后续操作的进行。

具体地，在本发明的一些实施例中，是将需施加于试件的加载力的加载目标值输入至计算机等处理器件中，以便进行后续的一些处理。在本发明其他的一些实施例中，如果所需要处理的加载目标值以及处理加载目标值的过程较为简便，在此过程中，也可通过使用者来记录加载目标值、计算处理加载目标值。

步骤102：根据加载目标值，确定每个供力装置向试件需施加加载力的平衡加载值；

在本发明的一些实施例中，由前述所述，将加载目标值输入至计算机等处理器件中，以计算每个供力装置向试件需施加加载力的平衡加载值。其中，平衡加载值是指使得试件得以平衡加载所需要的供力装置向试件施加加载力的大小，每个供力装置向试件施加的加载力的大小为平衡加载值时，试件能够得到平衡加载，即试件受到来自于供力装置的力是均匀的。此种设置方式，不仅能够通过增加供力装置的个数来增大加载负荷，而且能够实现平衡加载。

具体地，在本实施例中，每个供力装置向试件施加的加载力的方向垂直于试件的受力面，即每个供力装置施加的加载力完全作用于试件，不存在其他方向上力的分量，因而，确定平衡加载力的过程为：

所有实际施加加载力的方向垂直于试件的受力面，加载目标值为所有平衡加载值之和。此种计算方式是由每个供力装置向试件施加的加载力的方向垂直于作用试件的受力面所决定的。在本发明其他的一些实施例中，存在供力装置向试件施加的加载力的方向不垂直于试件的受力面，即存在供力装置施加的加载力不完全作用于试件，其存在其他方向上力的分量，在此种情况下，加载目标值为所有供力装置向试件施加加载力在垂直于试件的受力面方向的加载力分量大小的总和。其中，受力面是指试件受到来自于供力装置施加加载力的一面。

步骤103：通过至少两个供力装置向试件实际施加加载力；

在本实施例中，通过至少两个供力装置向试件施加加载力，包括：通过至少两个油缸向试件施加加载力。在本发明其他的一些实施例中，供力装置还可为其他能够向试件提供加载力的装置，而不必然限制为油缸。

在本实施例中，所有平衡加载值相等。通过两个以上的供力装置向试件实际施加加载力，使得加载于试件的负荷较大。

具体地，同时加载目标值为所有平衡加载值之和，即各个供力装置均是如前所述向试件施加的加载力的方向垂直于试件的受力面，且供力装置以试件的中心轴线对称分布，因而，平衡加载值计算方法为：加载目标值除以供力装置的个数即为平衡加载值。显而易见地是，此种计算方式较为简便，亦可使用操作人员的记录和计算来得到平衡加载值。

在另一实施例中，所有平衡加载值相等，同时加载目标值为所有供力装置向试件施加加载力在垂直于试件的受力面方向的加载力分量大小的总和。即各个供力装置向试件施加加载力并非垂直作用于试件的受力面，而是与试件的受力面存在不为九十度的一定角度。此时供力装置可以试件的中心轴线对称分布也可不对称分布，前述所述的一定角度也不必然相同，只要最终能够实现试件的平衡加载即可。

另外，需要注意地是，供力装置向试件施加加载力并非垂直于试件的受力面，而是与试件的受力面存在不为九十度的一定角度，需采用角度测量器来测量每个供力装置向试件施加加载力的方向与垂直于试件的受力面方向的夹角，进而通过计算机等设备来计算施加加载力在垂直于试件的受力面方向的加载力分量大小。

当然，在本发明其他的一些实施例中，所有平衡加载值并不必然存在如前述所述的必然相等，例如，设置由三个供力装置，以试件的中心轴线为基准，一边设置有一个，另一边对称设置有两个，两个供力装置所施加加载力在垂直于试件的受力面方向的加载力分量大小的总和等于一个供力装置所施加加载力在垂直于试件的受力面方向的加载力分量大小，以实现对试件的平衡加载。

步骤104：采集至少两个实际施加加载力的实际加载值；

在本实施例中，采集至少两个实际施加加载力的实际加载值包括：通过每个供力装置所对应的第一传感器采集实际加载值。具体地，实际加载值是指供力装置实际对试件施加加载力的大小。

其中，第一传感器包括压力传感器等传感器。每一个供力装置均通过对应的传感器来测得其实际施加的加载力的大小。在本发明其他的一些实施例中，也可采用其他方式获取、采集实际施加加载力的实际加载值，例如测力计等。

步骤105：控制实际加载值等于所对应的平衡加载值以使得试件实现平衡加载。

在本实施例中，控制实际加载值等于平衡加载值以使得试件实现平衡加载包括：将实际加载值输入至控制器，以使得控制器对所有实际加载值进行识别：

若所有实际加载值中存在不等于所对应的平衡加载值，则控制器对供力装置发出操作指令以改变供力装置所实际施加加载力的大小。

具体地，若所有实际加载值均等于所对应的平衡加载值，则控制器对供力装置不发出任何操作指令。

采用上述本发明所提供的方法，操作人员能够通过电子设备在供力装置较多、加载负荷较大的情况下，较为精确地使得作用在试件上的加载力分布较为均匀，进而使得试件能够得到平衡加载。本发明所提供的方法大大解决了多个供力装置同时加载时，不易对每个油缸同步控制的精度均较高、因而较易导致偏心加载而影响静力试验的问题，比较好地实现了较大负荷情况下对试件的平衡加载。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种静力加载装置。一种静力加载装置，包括：预处理装置、至少两个供力装置、采集数据装置以及控制装置；

预处理装置与控制装置相连接，用于确定至少两个供力装置向试件需施加加载力的平衡加载值；

至少两个供力装置作用于试件，用于向试件实际施加加载力；

采集数据装置与至少两个供力装置相连接，用于采集至少两个供力装置向试件实际施加加载力的实际加载值。

控制装置与采集数据装置、供力装置相连接，用于控制供力装置以使得实际加载值等于所对应的平衡加载值。

具体地，整个装置的操作流程为：

预处理装置接收试件所需加载加载力的加载目标值，采用上述所述的方法进行确定至少两个供力装置向试件需施加加载力的平衡加载值，并将平衡加载值发送至控制装置；

供力装置接收控制装置的操作指令以改变实际施加加载力的大小；

采集数据装置将实际加载值发送至控制装置；

控制装置，接收平衡加载值和实际加载值，判断平衡加载值与所对应的实际加载值是否相等，以控制是否向供力装置发送操作指令。其中，平衡加载值与所对应的实际加载值相等，则控制装置不再向供力装置发送操作指令；否则，控制装置向供力装置发送操作指令以调节实际加载力的大小。需要注意地是，在本发明中，操作指令是指控制装置在判断平衡加载值与所对应的实际加载值不相等时，计算二者之间的差值以控制供力装置调节施加加载力的大小。

具体地，在本实施例中，参考图2，一种静力加载装置，包括：供力装置1、采集数据装置2，如上述所述中供力装置1和采集数据装置2具体可为何种设备前述已详细说明，在此不再赘述。需要注意地是，其中，从图2可知，供力装置1的一端固定于加载固定端3，以使得供力装置1较为平稳地向试件4施加加载力。每一个供力装置1所对应设置有一个采集数据装置2，在本实施例中，设置有两个供力装置1，所对应设置的有两个采集数据装置2，当然，在其他的一些实施例中，供力装置1和所对应的采集数据装置2还可设置为多个。

具体地，在本实施例中，参考图2，静力加载装置还包括：设置为圆柱体的平衡装置5，平衡装置5设置于至少两个供力装置1与试件4之间、且至少两个供力装置1沿平衡装置3的轴线为中心对称分布，在平衡装置5平衡时，即所受到的力处于平衡，则试件即可实现平衡加载。在本发明其他的一些实施例中，平衡装置3还可设置为其他形状，例如长方体平衡梁等，只需最终平衡装置实现平衡，试件实现平衡加载即可。

因而，在本实施例中，平衡装置5能够较佳地直观地反应试件是否能实现平衡加载，并且能够适当的调节平衡装置5来实现平衡加载。与此同时，平衡装置5避免了供力装置1与试件4的直接接触，能够将加载力集合之后同时作用于试件4，简化了操作上的程序手段问题。

参考图2，在本实施例中，静力加载装置还包括：第二传感器6，第二传感器6设置于平衡装置5的端面圆心位置处、且与平衡装置5相连接；第二传感器6用于采集试件4实际受到加载力的大小。第二传感器6的设置能够更为精确地采集试件4实际受到加载力的大小，以在后续的操作中实现精确调整。显而易见地是，在操作过程中，第二传感器6也是设置于试件4的中心位置处以实现平衡加载。其中，平衡装置5的端面是指为圆柱体的平衡装置5的圆面，且平衡装置5为采集试件4实际受到加载力的大小，设置于平衡装置5与试件4之间。在本发明其他的一些实施方式中，第二传感器6的设置方式并不限于上述所述，还可为其他能够测量采集试件4实际受到加载力的大小的位置。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。