一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于設計方法，具體涉及一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架。一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，包括剛性底座，還包括四個立柱和上橫梁，剛性底座和上橫梁均與立柱螺釘連接，形成大體為中空的立方體形狀，在上橫梁上設置z向油缸。本發(fā)明的顯著效果是：提高測量精度的內(nèi)力自平衡體系，多維協(xié)同加載——加載框結構配有多個液壓油缸驅(qū)動系統(tǒng)可實現(xiàn)對大型試樣的x、y、z多維的拉、壓和扭模擬加載。傳統(tǒng)設計方法僅能對小試樣進行拉、壓試驗或扭轉單工況試驗，本發(fā)明的設計方法能對大型結構件進行拉、壓、扭等復合受力工況的協(xié)同加載測試。
【專利說明】一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于設計方法，具體涉及一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架。
【背景技術】
[0002]隨著核技術的不斷發(fā)展，新型技術不斷的被應用于各種核裝置中。因核裝置、要求的高安全性，僅僅用目前的有限元力學分析軟件不能保證結構部件或裝置的安全。有限元力學分析軟件在機械設計初期可以有效地幫助設計者考慮機械零部件的薄弱環(huán)節(jié)對整個機器設備的影響，有限元優(yōu)化設計方法對重要零部件及整機的分析，找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，對機械零部件的薄弱部分進行優(yōu)化設計，對提高機器的可靠性有一定的指導意義。但是，有限元分析基于理想化的狀態(tài)下進行的，假定了材料性能完全一樣，實際上，用來制造機械零部件的材料存在一定的缺陷。對于受載復雜運行工況惡劣的核設備、航空設備等上的重要機械零部件僅僅用有限元分析是不能保證其安全的。所以對機械零部件進行真實的一比一的實物受力加載試驗，以此模擬機械設備實際運行條件來檢驗機械零部件的可靠性；這已成為保證對安全級別特別高的設備的不可缺少的手段之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種可以對高安全度的器件進行全尺寸實物受力加載測試的大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，包括剛性底座，還包括四個立柱和上橫梁，剛性底座和上橫梁均與立柱螺釘連接，形成大體為中空的立方體形狀，在上橫梁上設置z向油缸。
[0005]如上所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其中，該框架還設置了載荷加載板，載荷加載板設置在z向油缸的自由端，并且與z向油缸球鉸鏈聯(lián)結，載荷加載板用于與被測試樣連接。
[0006]如上所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其中，在距離較近的兩個立柱之間設置立柱連接梁，在立柱連接梁與載荷加載板之間設置y向油缸。
[0007]如上所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其中，在距離較遠的兩個立柱之間設置后橫梁，在后橫梁與載荷加載板之間設置X向油缸。
[0008]本發(fā)明的顯著效果是:1)封閉式框架——大結構件的受力加載框架是由剛性底座、左立柱、右立柱、后橫梁、上橫梁、上加載板、油缸等組成的一個封閉式框架系統(tǒng)。2)提高測量精度的內(nèi)力自平衡體系——該封閉式框架構成了一個內(nèi)力自平衡體系，不論待測大型試樣加載多大的復雜載荷，都在封閉式框架構內(nèi)部抵消，地基上承受的壓力就只有加載框和待測試樣的凈重，降低了對地基的要求，減少了地基的變形，很大程度上減小測量誤差，因而提高了測量精度。3)多維協(xié)同加載一加載框結構配有多個液壓油缸驅(qū)動系統(tǒng)可實現(xiàn)對大型試樣的x、y、z多維的拉、壓和扭模擬加載。傳統(tǒng)設計方法僅能對小試樣進行拉、壓試驗或扭轉單工況試驗，本發(fā)明的設計方法能對大型結構件進行拉、壓、扭等復合受力工況的協(xié)同加載測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1是本發(fā)明提供的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架的主視圖；
[0010]附圖2是圖1的右視圖；
[0011]附圖3是圖1的俯視圖。
[0012]圖中:1、剛性底座；2、立柱；3、待測試樣；4、y向油缸；5、載荷加載板;6、z向油缸；
7、上橫梁；8、后橫梁；9、立柱連接梁；10、x向油缸。
【具體實施方式】
[0013]如圖1、2、3所示，封閉框架由一個剛性底座1、四個立柱2、后橫梁8、上橫梁7、載荷加載板5、油缸等組成。在X、Y、Z方向配備多個液壓缸作為施力機構。剛性底座1、四個立柱2、后橫梁8、上橫梁7、都采用鋼板焊接，然后用螺栓聯(lián)結，組成一個封閉的框架。立柱2用螺栓固定到剛性底座I上。載荷加載板5與待測試樣3連接。
[0014]剛性底座I用螺栓與4個立柱2連接在一起。主視圖中的左邊兩個立柱2之間通過一個立柱連接梁9用螺栓連接在一起，主視圖中的右邊兩個立柱2之間也通過一個立柱連接梁9用螺栓連接在一起。上橫梁7與四個立柱2用螺栓連接。后橫梁8用螺栓與主視圖中左右兩個立柱2連接在一起。一個剛性底座1、四個立柱2、兩個立柱連接梁9、一個后橫梁8用螺栓連接在一起，構成了一個封閉加載框架，這個框架作為待測試樣3加載用的反力加載框架。安裝完畢加載框，接著安裝Z向油缸6，其油缸數(shù)量至少為四個，視所加載試樣在實運行工況中的載荷大小而定，Z向油缸6上端用螺栓與上橫梁7聯(lián)結，Z向油缸6下端與載荷加載板5通過球鉸鏈聯(lián)結，除可實現(xiàn)對待測試樣3的Z向拉或壓的功能外，還可實現(xiàn)模擬待測試樣3受到的力矩Mx和力矩My的功能，也還實現(xiàn)待測試樣3受拉、壓與扭矩的疊加載荷組合加載的功能。X向油缸10通過螺栓連接后橫梁8與載荷加載板5，實現(xiàn)對待測試樣3的壓或拉功能，如果試樣在X方向不受彎矩，其油缸數(shù)量可以為I個。y向油缸4通過螺栓連接立柱2與載荷加載板5，其油缸數(shù)量為兩個，可實現(xiàn)對待測試樣3推、拉功能以及實現(xiàn)模擬待測試樣3受到的扭矩Mz的功能或者實現(xiàn)待測試樣3受推拉與扭矩的疊加載荷組合加載的功能。待測試樣3通過螺栓連接剛性底座I與載荷加載板5。加載試驗前，在待測試樣3上安裝如應變儀、應變片等各種測試儀器。準備完畢，根據(jù)待測試樣3在實際中的受載情況加載進行測試，如試樣在某一工況同時受到不同方向的載荷，用同步控制器控制各個方向的油缸協(xié)同對待測試樣3進行加載測試。
【權利要求】
1.一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，包括剛性底座(I)，其特征在于:還包括四個立柱(2)和上橫梁(7)，剛性底座(I)和上橫梁(7)均與立柱(2)螺釘連接，形成大體為中空的立方體形狀，在上橫梁(7 )上設置z向油缸(6 )。
2.如權利要求1所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其特征在于:該框架還設置了載荷加載板(5)，載荷加載板(5)設置在z向油缸(6)的自由端，并且與z向油缸(6)球鉸鏈聯(lián)結,載荷加載板(5)用于與被測試樣連接。
3.如權利要求1或2所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其特征在于:在距離較近的兩個立柱(2)之間設置立柱連接梁(9)，在立柱連接梁(9)與載荷加載板(5)之間設置y向油缸(4)。
4.如權利要求1或2所述的一種大型結構件多維受力測試的封閉式加載框架，其特征在于:在距離較遠的兩個立柱(2)之間設置后橫梁(8)，在后橫梁(8)與載荷加載板(5)之間設置X向油缸(10)。
【文檔編號】G01M13/00GK103884495SQ201210557188
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2012年12月20日
【發(fā)明者】侯炳林, 廖敏, 李鵬遠, 遲成芳, 路東輝, 胡新玲, 劉彥波, 王偉 申請人:核工業(yè)西南物理研究院, 長春機械科學研究院有限公司