專(zhuān)利名稱(chēng)：一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土工離心模擬試驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置。
背景技術(shù)：
土工離心模型試驗(yàn)是目前國(guó)際巖土工程界廣為關(guān)注和大力發(fā)展的一項(xiàng)物理模擬技術(shù)，廣泛應(yīng)用巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域，其優(yōu)點(diǎn)是能以原型材料模型，在原型應(yīng)力狀態(tài)下，顯示出土體變形的全過(guò)程，較真實(shí)地模擬土體的應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系。土工離心模擬試驗(yàn)過(guò)程中模型邊界條件施加的正確與否直接關(guān)系到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和成果的可靠，試驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常需要對(duì)模型或構(gòu)筑物施加垂直或水平外力，以符合原型構(gòu)筑物的應(yīng)力應(yīng)變條件。在超重力條件下(ng)通過(guò)機(jī)械裝置對(duì)模型施加外力通常比常重力(Ig)條件下困難很多，解決模型加載方法往往成為試驗(yàn)成功的關(guān)鍵問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外離心模型試驗(yàn)水平加載方式有多種。早期的實(shí)驗(yàn)多針對(duì)具體實(shí)驗(yàn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)靈活性和通用性較差；近年出現(xiàn)的機(jī)載機(jī)械手很好地實(shí)現(xiàn)了通用性和實(shí)驗(yàn)過(guò)程的靈活控制，但加荷范圍有限，對(duì)離心加速度有嚴(yán)格要求，關(guān)鍵是整套裝置建造高，不宜推廣。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的水平加載裝置利用調(diào)速電機(jī)作為動(dòng)力，能適應(yīng)高離心力場(chǎng)的環(huán)境，具有加載動(dòng)力大，速度可調(diào)等特點(diǎn)，極大的提高了模型試驗(yàn)精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置，該裝置能夠利用電機(jī)進(jìn)行單點(diǎn)或多點(diǎn)水平加載。采用調(diào)速電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)加載速度連續(xù)可調(diào)，利用用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)靜力加載，或不同波形的位移和力循環(huán)加載，以適應(yīng)不同模型不同工況的模擬試驗(yàn)。
`[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型包括加載支架、高度調(diào)節(jié)支架、減速器、減速器支架、電機(jī)、電機(jī)支架和聯(lián)軸器；加載支架固定在模型箱上，模型箱上設(shè)有多個(gè)等距的螺孔，根據(jù)要求加載支架固定在相應(yīng)的螺孔中；加載支架斷面為雙梁結(jié)構(gòu)，電機(jī)置于在雙梁中間任意位置；電機(jī)安裝在模型箱內(nèi)的電機(jī)支架上，電機(jī)支架固定在高度調(diào)節(jié)支架的下部，高度調(diào)節(jié)支架上部固定在加載支架的下部，高度調(diào)節(jié)支架為雙層筒狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)支架固定螺栓使高度調(diào)節(jié)支架升高或降低；電機(jī)的主軸通過(guò)聯(lián)軸器與減速器的輸入軸連接，倒L形的減速器支架的短邊與電機(jī)支架連接，倒L形的減速器支架的長(zhǎng)邊安裝減速器，其輸出軸與輸入軸垂直，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭力變?yōu)橹本€(xiàn)移動(dòng)，使輸出軸移動(dòng)產(chǎn)生拉力或推力；倒L形的減速器支架的短邊中心孔周?chē)O(shè)有同心的4個(gè)圓弧槽，通過(guò)減速器安裝螺栓與電機(jī)支架連接，倒L形的旋轉(zhuǎn)減速器支架能調(diào)整加載角度。在加載支架上安裝主要由高度調(diào)節(jié)支架、減速器支架、聯(lián)軸器、電機(jī)支架、電機(jī)和減速器組成的多套加載機(jī)構(gòu)，進(jìn)行多點(diǎn)水平加載。[0009]本實(shí)用新型具有的有益效果是:本實(shí)用新型適用離心試驗(yàn)的各類(lèi)水平加載模型，具有加載速度可調(diào)，加載精度高以及適應(yīng)高離心力環(huán)境等特點(diǎn)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建造容易，安裝方便、配置靈活、可擴(kuò)展性好，應(yīng)用范圍廣，是可靠的離心模擬試驗(yàn)加載裝置。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是圖1的K向視圖。圖3是圖1的A向視圖。圖4是圖1的B-B剖視圖。圖5是圖1的C-C剖視圖。圖6是圖1的D-D剖視圖。圖7是圖1的俯視圖。圖中:1、減速器支架，2、聯(lián)軸器，3、電機(jī)支架，4、加載支架，5、電機(jī)，6、高度調(diào)節(jié)支架，7、減速器，8、模型箱，9、輸出軸，10、調(diào)節(jié)支架固定螺栓，11、加載支架固定螺栓，12、減速器安裝螺栓，13、角度旋轉(zhuǎn)固定螺栓，14、電機(jī)安裝螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
·[0020]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，本實(shí)用新型包括加載支架4、高度調(diào)節(jié)支架6、減速器7、減速器支架1、電機(jī)5、電機(jī)支架3和聯(lián)軸器2 ;加載支架4通過(guò)加載支架固定螺栓11固定在模型箱上8，模型箱8上設(shè)有多個(gè)等距的螺孔，根據(jù)要求加載支架4固定在相應(yīng)的螺孔中；加載支架4斷面為雙梁結(jié)構(gòu)，隨加載位置可在模型箱8上左右移動(dòng)，電機(jī)5置于在雙梁中間任意位置；電機(jī)5安裝在模型箱8內(nèi)的電機(jī)支架3上，14為電機(jī)安裝螺栓，電機(jī)支架3固定在高度調(diào)節(jié)支架6的下部，高度調(diào)節(jié)支架6上部固定在加載支架4的下部，高度調(diào)節(jié)支架6為雙層筒狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)支架固定螺栓10使高度調(diào)節(jié)支架6升高或降低；電機(jī)5的主軸通過(guò)聯(lián)軸器2與減速器7的輸入軸連接，倒L形的減速器支架I的短邊與電機(jī)支架3連接，倒L形的減速器支架I的長(zhǎng)邊安裝減速器7，其輸出軸9與輸入軸垂直，將電機(jī)5的旋轉(zhuǎn)扭力變?yōu)橹本€(xiàn)移動(dòng)，使輸出軸9移動(dòng)產(chǎn)生拉力或推力；倒L形的減速器支架I的短邊中心孔周?chē)O(shè)有同心的4個(gè)圓弧槽，通過(guò)設(shè)有4個(gè)減速器安裝螺栓12與電機(jī)支架3連接，倒L形的旋轉(zhuǎn)減速器支架I能調(diào)整加載角度。旋轉(zhuǎn)倒L形的減速器支架I中底板的水平旋轉(zhuǎn)角度后，鎖緊角度旋轉(zhuǎn)固定螺栓13。在加載支架4上安裝主要由高度調(diào)節(jié)支架6、減速器支架1、聯(lián)軸器2、電機(jī)支架3、電機(jī)5和減速器7組成的多套加載機(jī)構(gòu)，進(jìn)行多點(diǎn)水平加載。本實(shí)用新型的工作原理如下:首先，在模型箱內(nèi)填筑土體模型，模型中埋入模型樁，然后根據(jù)加載試驗(yàn)要求:1、確定加載支架4在模型箱8的位置；2、確定高度調(diào)節(jié)支架6在加載支架4上的位置；3、調(diào)整調(diào)節(jié)支架固定螺栓10確定水平加載高度；[0027]4、調(diào)整角度旋轉(zhuǎn)固定螺栓13，使減速器支架I繞電機(jī)5主軸轉(zhuǎn)動(dòng)符合加載角度；5、輸出軸7連接模型樁；6、驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)5，設(shè)置相應(yīng)的加載速度；對(duì)于復(fù)雜的模 型加載條件，本裝置可同時(shí)在加載支架4上安裝多個(gè)調(diào)速電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配置靈活，可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置，其特征在于:包括加載支架(4)、高度調(diào)節(jié)支架(6)、減速器(7)、減速器支架(I)、電機(jī)(5)、電機(jī)支架(3)和聯(lián)軸器(2);加載支架(4)固定在模型箱上(8)，模型箱(8)上設(shè)有多個(gè)等距的螺孔，根據(jù)要求加載支架(4)固定在相應(yīng)的螺孔中；加載支架(4)斷面為雙梁結(jié)構(gòu)，電機(jī)(5)置于在雙梁中間任意位置；電機(jī)(5)安裝在模型箱(8)內(nèi)的電機(jī)支架(3)上，電機(jī)支架(3)固定在高度調(diào)節(jié)支架(6)的下部，高度調(diào)節(jié)支架(6)上部固定在加載支架(4)的下部，高度調(diào)節(jié)支架(6)為雙層筒狀結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)支架固定螺栓(10)使高度調(diào)節(jié)支架(6)升高或降低；電機(jī)(5)的主軸通過(guò)聯(lián)軸器(2)與減速器(7)的輸入軸連接，倒L形的減速器支架(I)的短邊與電機(jī)支架(3)連接，倒L形的減速器支架(I)的長(zhǎng)邊安裝減速器(7 )，其輸出軸(9 )與輸入軸垂直，將電機(jī)(5 )的旋轉(zhuǎn)扭力變?yōu)橹本€(xiàn)移動(dòng)，使輸出軸(9)移動(dòng)產(chǎn)生拉力或推力；倒L形的減速器支架(I)的短邊中心孔周?chē)O(shè)有同心的4個(gè)圓弧槽，通過(guò)減速器安裝螺栓(12)與電機(jī)支架(3)連接，倒L形的旋轉(zhuǎn)減速器支架(I)能調(diào)整加載角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置，其特征在于:在加載支架(4)上安裝主要由高度調(diào)節(jié)支架(6)、減速器支架(I)、聯(lián)軸器(2)、電機(jī)支架(3)、電機(jī)(5)和減速器(7)組成的多套 加載機(jī)構(gòu)，進(jìn)行多點(diǎn)水平加載。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種土工離心模擬試驗(yàn)水平加載裝置。加載支架固定在模型箱上，電機(jī)置于加載支架的雙梁中間；電機(jī)安裝在電機(jī)支架上，電機(jī)支架固定在高度調(diào)節(jié)支架的下部，高度調(diào)節(jié)支架上部固定在加載支架的下部，調(diào)節(jié)螺栓使高度調(diào)節(jié)支架升降。調(diào)速電機(jī)的主軸通過(guò)聯(lián)軸器與減速器的輸入軸連接，減速器安裝在減速器支架上，其輸出軸與輸入軸垂直狀態(tài)，可將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)扭力變?yōu)樗揭苿?dòng)的拉力或推力；減速器支架的一面中心孔周?chē)O(shè)有同心的4個(gè)圓弧槽，用螺栓與電機(jī)支架連接，旋轉(zhuǎn)減速器支架調(diào)整加載角度，減速器安裝在減速器支架的另一面上。本實(shí)用新型適用離心試驗(yàn)的各類(lèi)水平加載模型，具有加載速度可調(diào)，加載精度高以及適應(yīng)高離心力環(huán)境等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/02GK203101168SQ20132000265
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者孔令剛, 姚罡, 黃錦舒, 韓連兵 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)