一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，包括：试件、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机；所述试件固定在试件固定装置上；所述加载装置包括3个作动器，其在控制装置控制下向试件依次施加垂直作用力，所述3个作动器加载波形的相位差为固定值；所述数据采集装置将数据传送到计算机，所述计算机连接所述控制装置。通过本实用新型所述桥面板足尺模型三点异相加载试验装置进行三点异相加载疲劳试验，更加精确的模拟了汽车轮载从桥上通过时的真实状况。
【专利说明】
一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置。
【背景技术】
[0002]迄今为止，国内外钢桥面板各种构造细节抗疲劳性能的改善均是依据大量疲劳试验的成果，早期钢桥面板不同构造细节的疲劳试验均采用小尺寸试件，由于钢桥面板的受力状态非常复杂，仅仅依靠这些小尺寸试件不能真实模拟其实际受力状态，后来就出现了大足尺局部模型疲劳试验，当然也有模拟某一构造细节的小试件疲劳试验，但不是发展方向。由于疲劳试验成本很高，因此多数足尺局部模型疲劳试验都是验证性试验。后来又发展到采用足尺节段模型进行疲劳验证试验。如何准确模拟移动车辆荷载却变成足尺阶段模型疲劳试验的一个突出问题，采用实际车轮进行加载，对试验空间要求大，设备费用巨大，加载速度缓慢。
[0003]目前国内足尺局部模型行疲劳试验，主要采用单点加载，后来中国铁道科学研究院首先进行了两点反相对称加载，较单点加载更接近于结构的实际受力状态，然而与实际车轮加载还是存在一定差距。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，包括:试件、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机；
[0007 ]其中，所述试件固定在试件固定装置上；
[0008]所述加载装置包括3个作动器，所述作动器垂直于所述试件面板的正上方;所述控制装置连接所述作动器向所述试件面板依次施加垂直作用力，所述3个作动器加载波形的相位差为固定值；
[0009]所述数据采集装置包括读数仪和多个应变片，所述多个应变片分别安装在所述试件上，所述应变片通过读数仪将数据传送到计算机，所述计算机连接所述控制装置。
[0010]进一步的，所述试件为桥面板足尺节段模型;所述试件顶端为一长方形面板，其平行于水平方向，所述长方形面板底端纵向布置有U形肋，长方形面板底端沿其横向均匀布置有横肋，所述U形肋穿过所述横肋。
[0011]进一步的，所述试件固定装置为支撑梁，其安装于所述试件底部。
[0012]进一步的，所述作动器顶端分别连接反力加载梁。
[0013]进一步的，所述作动器底部分别连接有加载块，所述加载块垂直于所述试件的正上方;所述控制装置连接所述作动器并施加垂直作用力，带动所述加载块向所述试件依次施加垂直作用力。
[0014]进一步的，所述多个应变片分别安装在所述U形肋与横肋的连接处及U形肋与长方形面板的连接处。
[0015]本实用新型的有益效果为:
[0016]通过本实用新型所述桥面板足尺模型三点异相加载试验装置进行三点异相加载疲劳试验，更加精确的模拟了汽车轮载从桥上通过时的真实状况。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例1所述桥面板足尺模型三点异相加载试验装置结构示意图；
[0018]图2为本实用新型所述足尺节段模型验证性疲劳试验作动器加载波形示意图；
[0019]图3为本实用新型中实施例2所述桥面板足尺模型三点异相加载试验示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]—种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，如图1所示，包括:试件、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机；
[0022]试件，所述试件可为纵向截取3个节间、横向截取3个U形肋的正交异性桥面板足尺节段模型等也为其它公路桥面板模型;所述试件顶端为一长方形面板，其平行于水平方向，所述长方形面板底端纵向布置有U形肋，长方形面板底端沿其横向均匀布置有4个横肋，所述U形肋穿过所述横肋；
[0023]所述试件固定装置为支撑梁，其安装于所述试件底部；
[0024]所述加载装置包括3个作动器，所述作动器顶端分别连接反力加载梁，所述作动器底部分别连接有加载块，所述加载块垂直于所述试件的长方形面板的正上方;所述控制装置连接所述作动器并施加垂直作用力，带动所述加载块向所述试件的横肋正上方及其两侧的长方形面板上依次施加垂直作用力，所述3个作动器加载波形的相位差优选为120°，如图2所示，或为90°、60° ；
[0025]所述数据采集装置包括读数仪和多个应变片，所述多个应变片分别安装在所述U形肋与横肋的连接处及U形肋与长方形面板的连接处，所述应变片通过读数仪将数据传送到计算机，所述计算机连接控制装置。
[0026]通过本实用新型所述试验装置进行试验时，试验设备采用日本鹭宫制作所生产的乂605型38001^电液伺服结构疲劳试验系统，采用2个5001^作动器(行程300111111)、1个10001^作动器(行程300mm)。所述U形肋与横肋的连接处及U形肋与长方形面板的连接处的焊缝均进行无损检测。在进行疲劳试验前先进行静载试验，在U形肋与面板连接处、U形肋与横肋交叉连接处的部位均粘贴应变片，测试局部应力分布，并与有限元计算结果进行对比，以修正计算模型。三个作动器按照顺序依次加载，每个作动器加载波形的相位差为120°，这样一个加载循环就能模拟轮载在钢桥面板上通过横肋的一个完整加载历程。疲劳试验荷载幅值为实际轮载的1.5倍。加载频率为I?2Hz，当加载到100万、200万、……、1000万次时，停机后重新做静载试验，测试局部应力的变化情况。在试验过程中随时观察有无裂纹产生，如果有，则记录加载循环次数和裂纹位置。通过本实用新型所述桥面板足尺模型三点异相加载试验装置进行三点异相加载疲劳试验，更加精确的模拟了汽车轮载从桥上通过时的真实状况。
[0027]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，其特征在于，包括:试件、试件固定装置、加载装置、控制装置、数据采集装置和计算机； 其中，所述试件固定在试件固定装置上； 所述加载装置包括3个作动器，所述作动器垂直于所述试件面板的正上方;所述控制装置连接所述作动器向所述试件面板依次施加垂直作用力，所述3个作动器加载波形的相位差为固定值； 所述数据采集装置包括读数仪和多个应变片，所述多个应变片分别安装在所述试件上，所述应变片通过读数仪将数据传送到计算机，所述计算机连接所述控制装置。2.根据权利要求1所述的桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，其特征在于，所述试件为桥面板足尺节段模型。3.根据权利要求1所述的桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，其特征在于，所述试件固定装置为支撑梁，其安装于所述试件底部。4.根据权利要求1所述的桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，其特征在于，所述作动器顶端分别连接反力加载梁。5.根据权利要求1所述的桥面板足尺模型三点异相加载试验装置，其特征在于，所述作动器底部分别连接有加载块，所述加载块垂直于所述试件的正上方;所述控制装置连接所述作动器并施加垂直作用力，带动所述加载块向所述试件依次施加垂直作用力。
【文档编号】G01N3/32GK205607790SQ201620280625
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】曾志斌, 鞠晓臣, 吴玉刚, 方兴, 崖岗, 史志强, 刘晓光, 赵欣欣, 潘永杰, 赵体波, 荣峤
【申请人】中国铁道科学研究院, 广东省公路建设有限公司