一种梁式构件复合受扭试验加载装置及其剪扭试验方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753431A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211595007.3(22)申请日2022.12.13(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人薛伟辰白浩阳胡翔江佳斐(74)专利代理机构上海德昭知识产权代理有限公司31204专利代理师马之豪(51)Int.Cl.G01N3/20(2006.01)G01N3/26(2006.01)G01N3/24(2006.01)G01N3/10(2006.01)G01N3/04(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种梁式构件复合受扭试验加载装置及其剪扭试验方法(57)摘要本发明提供了一种梁式构件复合受扭试验加载装置及其剪扭试验方法，加载装置可用于对梁式构件进行纯扭加载、弯扭加载、剪扭加载或弯剪扭加载，该加载装置包括：两个复合受扭支座，支撑并固定梁身；三个反力架，用于对电液伺服作动器提供反力；三个电液伺服作动器，分别用于向两个外伸臂和梁身施加荷载；三个球铰支座，分别设置在三个电液伺服作动器和梁式构件之间；以及控制系统，控制三个电液伺服作动器按比例恒定输出荷载。本装置能实现纯扭以及弯扭、剪扭、弯剪扭的复合加载工况；采用对梁式构件两端施加扭矩的试验方法，使试件的边界条件更复合实际受力情况；加载过程中剪扭比、弯扭比能保持恒定。还基于该加载装置提出了一种剪扭试验方法。CN115753431ACN115753431A权利要求书1/2页1.一种梁式构件复合受扭试验加载装置，用于对梁式构件进行纯扭加载、弯扭加载、剪扭加载或弯剪扭加载，所述梁式构件包括梁身和两个分别垂直连接在所述梁身两端且方向相反的外伸臂，其特征在于，包括：两个复合受扭支座，分别支撑在所述梁身的中部靠近一端处和所述梁身的另一端处，每个所述复合受扭支座包括从上至下依次连接的抱紧组件、扭转组件、以及弯转组件，所述抱紧组件用于支撑和固定所述梁身，所述扭转组件用于提供所述梁式构件在支撑处的扭转自由，所述弯转组件用于提供所述梁式构件在支撑处的弯转自由；三个反力架，其中两个所述反力架分别对应两个所述外伸臂位置处设置，另一个所述反力架对应所述梁身的中部位置处设置且位于两个所述复合受扭支座之间；三个电液伺服作动器，分别竖直向下地安装在三个所述反力架上，其中两个所述电液伺服作动器分别用于向两个所述外伸臂施加荷载，另一个所述电液伺服作动器用于向所述梁身施加荷载；三个球铰支座，分别设置在三个所述电液伺服作动器和所述梁式构件的对应部分之间，用于传递荷载给所述梁式构件，并减小竖向荷载对所述梁式构件扭转带来的约束效果；以及控制系统，连接并控制三个所述电液伺服作动器按比例恒定输出荷载。2.根据权利要求1所述的梁式构件复合受扭试验加载装置，其特征在于：其中，所述抱紧组件包括上夹板、下夹板、高度垫块、以及多根螺杆，所述上夹板设置在所述梁身的顶面上，所述下夹板设置在所述梁身的下方，所述高度垫块设置在所述梁身和所述下夹板之间，用于调节所述梁式构件的摆放位置，确保所述梁身可绕自身截面扭转中心扭转，多根所述螺杆的上端和下端分别与所述上夹板和所述下夹板连接，并通过螺母锁紧使所述上夹板和所述下夹板之间夹紧，实现对所述梁身的固定。3.根据权利要求1所述的梁式构件复合受扭试验加载装置，其特征在于：其中，所述扭转组件包括上部弧形支座、下部弧形支座、多根滑动滚轴、以及两个滚轴支架，所述上部弧形支座的顶面连接在所述抱紧组件的底部，所述上部弧形支座的底面为凸弧面且其弧心与所述梁身截面的扭转中心重合，所述下部弧形支座的顶面为凹弧面，多根所述滑动滚轴可滚动地设置在所述上部弧形支座的凸弧面和所述下部弧形支座的凹弧面之间，每根所述滑动滚轴的两端分别可转动地安装在两个所述滚轴支架上，防止脱落。4.根据权利要求3所述的梁式构件复合受扭试验加载装置，其特征在于：其中，所述扭转组件还包括两块挡板，两块所述挡板分别安装在所述上部弧形支座的对应滑动滚轴两端的两个侧面上，并且分别与所述下部弧形支座的对应滑动滚轴两端的两个侧面限位配合，用于防止所述上部弧形支座因所述梁身扭转过程中的轴向拉伸而从所述下部弧形支座上脱落。2CN115753431A权利要求书2/2页5.根据权利要求3所述的梁式构件复合受扭试验加载装置，其特征在于：其中，所述滑动滚轴的表面、所述上部弧形支座的凸弧面、以及所述下部弧形支座的凹弧面上均喷涂有润滑剂。6.根据权利要求1所述的梁式构件复合受扭试验加载装置，其特征在于：其中，所述弯转组件包括上垫板、下垫板、滚轴、以及多个防滑螺钉，所述上垫板的顶面连接在所述扭转组件的底部，所述上垫板的底面和所述下垫板的顶面上相对应地