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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753445A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211350333.8(22)申请日2022.10.31(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市碑林区雁塔路13号(72)发明人薛建阳魏敬徽薛新野余伟(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师李鹏威(51)Int.Cl.G01N3/30(2006.01)G01N3/08(2006.01)G01N3/14(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种竖向碟簧加载装置及方法(57)摘要本发明公开了一种竖向碟簧加载装置及方法,属于结构工程结构试验领域。竖向碟簧加载装置包括:施力装置、凹形钢板、加载块、中间轴、碟形弹簧、垫块、力传感器、安装板、减震器和柱帽;在传统的冲击试验装置中,因试件遭受撞击瞬时会产生侧向挠度,使得试件在轴向发生快速收缩,进而使得承重构件在撞击瞬间发生轴力损失或消失的现象,无法精确实现竖向受力构件现实受力情况的还原。而本发明采用碟簧组进行瞬时传力可以很好的解决轴力损失、消失问题,当试件沿轴线收缩的瞬间,碟簧会把预先储存其内的弹性势能立即释放,从而使轴压力继续加载在试件上,可消除轴力损失的状况,可较好实现竖向构件在冲击作用下真实的受力状态。CN115753445ACN115753445A权利要求书1/2页1.一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,包括,施力装置(1);加载块(3),所述加载块(3)一端与所述施力装置(1)发力端固定连接,所述加载块(3)另一端开有容纳槽(13);凹形钢板(2),所述凹形钢板(2)的顶部开有通孔,所述加载块(3)穿过所述通孔并与所述凹形钢板(2)固定连接;安装板(8),所述安装板(8)两侧通过减震器(9)与所述凹形钢板(2)的两端连接,所述安装板(8)底部中间安装有柱帽(11),柱帽(11)下部开有用于固定试验柱的凹槽;中间轴(4),所述中间轴(4)一端设置于所述安装板(8)顶面中部,所述中间轴(4)另一端滑动安装于所述容纳槽(13)中;力传感器(7),所述力传感器(7)套接于所述中间轴(4),所述力传感器(7)与所述中间轴(4)和所述安装板(8)固定连接;碟形弹簧(5),所述碟形弹簧(5)套接于所述中间轴(4),所述碟形弹簧(5)设置于所述力传感器(7)的上方,所述碟形弹簧(5)的顶部与所述加载块(3)相接触。2.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,还包括螺栓(10),所述安装板(8)上开有用于安装螺栓(10)的螺纹孔,所述柱帽(11)通过螺栓(10)连接到所述安装板(8)底部。3.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述减震器(9)外部为合金,内部安装有形状记忆合金的记忆弹簧(12)。4.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,还包括垫块(6),所述垫块(6)套接于所述中间轴(4),所述垫块(6)设置于所述力传感器(7)和所述碟形弹簧(5)之间。5.根据权利要求2所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述安装板(8)螺纹孔的内圈或外圈设有用于安装螺栓(10)的预留螺纹孔。6.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述凹形钢板(2)、安装板为超高强轧制型钢。7.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述容纳槽(13)的深度满足:当所述加载块(3)向下运动达到碟形弹簧(5)的压缩极限时,所述中间轴(4)不与所述容纳槽(13)的顶端面接触。8.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述凹形钢板(2)、安装板(8)为超高强轧制型钢。9.根据权利要求1所述的一种竖向碟簧加载装置,其特征在于,所述加载块(3)和垫块(6)为圆环形。10.一种利用权利要求1~9任一项所述竖向碟簧加载装置进行冲击实验的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1:准备所述试验柱,将所述柱帽(11)扣接到所述试验柱顶部,使所述柱帽(11)的凹槽与所述试验柱的顶部贴合;步骤S2:所述施力装置(1)快速向下发力,带动所述加载块(3)和所述凹形钢板(2)向下移动,使所述减震器(9)和所述碟形弹簧(5)压缩,所述碟形弹簧(5)的弹力向下挤压所述安2CN115753445A权利要求书2/2页装板(8),所述柱帽(11)压紧所述试验柱;步骤S3:所述施力装置(1)快速向上收缩时,带动所述加载块(3)和所述凹形钢板(2)向上移动,所述减震器(9)和所述碟形弹簧(5)向上回弹,所述碟形弹簧(5)的弹力挤压所述安装板(8),所述柱帽(11)压紧所述试验柱。3CN115753445A说明书1/4页一种