一种模拟交通荷载作用的模型试验气压加载装置及其用图
【技术领域】
[0001]本发明属于交通运输工程领域，涉及一种模拟交通荷载作用的模型试验加载装置。
【背景技术】
[0002]在土工结构物的变形及强度等动力稳定性模型试验研究中，常需要模拟交通荷载对土工结构物的动力加载作用。交通荷载主要指车辆(列车、汽车)运行中施加于路基、桥梁、隧道、边坡挡墙等土工构筑物上的动力循环荷载，不同于一般的静力荷载，交通荷载都带有一定的周期性，且交通荷载的周期与周期次数差别较大，不同车辆产生的交通荷载具有各自的特点，需要采用不同的荷载波形进行模拟，常用的荷载波形有正弦、余弦、锯齿状、三角形、方形、脉冲波等波形，此外不同交通荷载的荷载幅值也差别较大，加之土工结构物对交通荷载的敏感性较强(尤其是在土工结构物的小比例动力模型试验中)，因此必须对交通荷载进行精确控制。
[0003]通过对现有技术的文献检索发现，现有的装置中，要么通过千斤顶进行人工控制的加卸载，这种加载方法的特点是操作过程繁琐，荷载控制精度不高；要么采用伺服控制仪控制的液压或机械装置，这种方法常常需要配备相应的伺服控制仪和液压栗或者伺服电机，由于伺服控制仪、液压栗及伺服电机的成本高昂，且荷载作用力较大，不适用于小比例模型试验的动力加载。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种模拟交通荷载作用的模型试验气压加载装置，
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0006]—种模拟交通荷载的模型试验加载装置，包括空气压缩机、气体净化阀、电气比例阀、直流稳压电源、函数信号发生器、气缸、法兰板、气管、金属导线；其中空气压缩机、气体净化阀、电气比例阀、气缸通过高强度气管进行连接；直流稳压电源、函数信号发生器、电气比例阀通过金属导线进行连接。
[0007]进一步，通过气管依次将空气压缩机、空气净化阀、电气比例阀的接气口、气缸连接，所述气缸通过法兰板固定在需要加载的土工试验模型槽上；用金属导线依次连接直流稳压电源、函数信号发生器、电气比例阀的配线接线端。
[0008]所述气缸的杆盖处连有法兰板，所述法兰板采用螺栓与缸体连接在一起以固定所述气缸，所述气缸将气压转化为动力荷载，通过所述气缸的气缸活塞杆对土工模型进行加载。
[0009]所述气缸通过气管连接电气比例阀的接气口，所述电气比例阀通过气管连接空气净化阀，所述空气净化阀通过高强度气管连接空气压缩机；所述气体净化阀过滤流通至电气比例阀的气体以提高所述电气比例阀的控制精度和使用寿命；所述电气比例阀根据输入的电压信号对输出的气压进行调节，所述电气比例阀的配线接线端通过金属导线连接函数信号发生器。
[0010]所述空气压缩机为整个系统的动力源，为系统提供稳定的气体压力。该装置主要基于气压传动原理，稳定的气体压力是本系统的工作基础。
[0011]所述函数信号发生器为该装置的控制元件，函数信号发生器能够输出正弦函数、余弦函数、锯齿状、三角形、方形、脉冲波等波形的电压信号，可根据交通荷载特点进行选择。
[0012]所述电气比例阀能根据输入的电压信号对输出气压进行调节，电压信号和气压输出成比例关系。
[0013]所述气缸为本装置的执行元件，电器比例阀将气压根据电压信号进行调节，气缸将调节后的气压转化为动力荷载，实现动力转化。
[0014]所述气管均为高强度气管，所能承受气压不低于IMPa ;优选的，所述气管外径为5_、内径为3_。
[0015]所述的模型试验加载装置的用途:将该装置用于交通运输工程研究领域土工模型试验中的动力加载，配合土工试验模型箱进行试验，模拟交通荷载对土工结构物的动力循环加载。
[0016]由于采用上述方案，本发明的有益效果是:
[0017]该模型试验加载装置基于气压传动原理，能够很好的实现在小比例模型试验中模拟土工结构物的动力加载作用，可根据交通荷载特点选择不同的加载波形，反应灵敏，控制精度高、价格低廉；另外，本发明通过函数限号发生器发射电压信号，电气比例阀通过电压信号对空气压缩机提供的稳定气压进行调节，最后通过气缸将气体压力转化为动力输出，具有原理简单，易于实现，加载精度尚等优点。
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例中各组成元件的连接结构示意图。
[0019]图2是本发明实施例的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0021]如图1所示，本发明模拟交通荷载作用的模型试验气压加载装置包括:空气压缩机1、空气净化阀2、电气比例阀3、气缸4、法兰板5、活塞杆6、直流稳压电源7、函数信号发生器8、高强度气管9、金属导线10。采用高强度气管91、92及93依次将空气压缩机1、空气净化阀2、电气比例阀3的接气口、气缸4连接，气缸5通过法兰板6固定在需要加载的土工试验模型槽上；用金属导线101、102依次连接直流稳压电源7、函数信号发生器8、电气比例阀3的配线接线端。
[0022]实现动力转换的气缸4的杆盖处连有法兰板5，所述法兰板5采用螺栓与缸体连接在一起，所述法兰板5的作用在于固定气缸4，所述气缸4的作用在于将气压转化为动力荷载，通过所述气缸的气缸活塞杆6对土工模型进行加载。
[0023]气缸4通过气管93连接电气比例阀3的接气口，电气比例阀3通过气管92连接空气净化阀2，空气净化阀2通过高强度气管91连接空气压缩机I。空气压缩机I的作用是为整个加载装置提供稳定的气压，所述气体净化阀2的作用是