[发明专利]一种结构试验的热加载装置

说明书

本发明公开了一种结构试验的热加载装置，属于工程结构试验力学领域，试验件在结构试验件表面设置热电偶，热电偶上端铺设绝缘层，绝缘层上端设置有热加载装置，热加载装置上方设置保温层，热加载装置包括加热体，加热体两端设置有输入引线端子；两个输入引线端子依次并联连接可控硅、温度控制器；温度控制器再连接于电源；本发明热加载的装置可以适用于同尺寸的工程结构，解决通常采用环境箱和其它方式进行加热而无法完成的多区域不同温度热载荷的施加，保证各个区域热载荷施加的精度，本发明装置简单、试验成本低、技术效果好，可广泛的应用于航空航天、交通等工程结构的热环境下的强度试验。

技术领域

本发明涉及工程结构试验力学领域，尤其涉及一种结构试验的热加载装置。

背景技术

在航空、航天、交通等工程结构中，各种工程结构都承受着不同环境引起的热加载作用，在这些热载荷的作用下，结构能否满足设计和使用的要求，是一个十分重要的问题，尤其在航空航天领域，结构的热载荷的作用下能否保证飞行安全，需通过工程结构的热加载试验来检验工程结构否满足设计和使用的要求，因此如何模拟和再现这些热载荷对工程结构作用就尤为需要。

工程结构在各种载荷环境下的强度是结构力学中的重要研究课题。特别是在现代工程结构设计中，必须研究结构在复杂载荷下的热强度问题，迫切需要在实验室中实现这种热载荷环境状态的再现，来考核结构的强度，为下一步的理论建立做准备。

长期以来，对于在实验室里模拟和再现这些热载荷对工程结构作用是十分困难的。目前所采用的其它加热方式需要专用高温环境箱，且由于受箱体尺寸的限制，很多结构试验无法安置在这样的高温环境箱中，故使得很多结构热试验无法进行，且对于需要进行分区加热的试验几乎无法完成，同时由于这些设备价格昂贵，对使用环境都有严格的要求，且高能耗、需要很高的试验成本，且往往受结构尺寸的限制而无法完成热加载试验，此外，现有技术中，例如石英灯的热加载方式，无法满足进行分区热加载的需求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种结构试验的热加载装置，该装置根据实现在工程结构中试验件需要的加热面，进行单个区域的热加载和多个分区进行不同温度的热加载，并为实现热、力联合试验提供一种简单易行、低成本的试验装置，该装置在试验时，无需将结构安置在高温环境箱中，解决了其它方式加热无法进行的结构热加载的施加。

本发明是这样实现的：

一种结构试验的热加载装置，该热加载装置为在结构试验件表面设置热电偶，所述的热电偶上端铺设绝缘层，所述绝缘层是对金属结构件和导电体而言，在加热体与被加热面之间铺设绝缘层，以保证加热体的正常工作（非金属结构件和导电体不需要绝缘层）；绝缘层上端设置有热加载装置，所述的热加载装置上方设置保温层，所述的热电偶、绝缘层、热加载装置、保温层作为一个整体绑定在结构试验件上。

热加载装置包括加热体，加热体两端设置有输入引线端子；所述的两个输入引线端子依次连接可控硅、温度控制器；所述的温度控制器再连接于电源。所述输入引线端子是加热体与电源连接的端子，由于加热体电流较大，故该端子需连接可靠以保证加热体的正常工作。通过温度控制器对加热体输入电流即可实现对结构被加热面的热加载。设置多个加热体的热加载装置，可以通过温度控制器分别对加热体输入不同电流、控制，即可实现分区不同温度热加载的要求，很好的解决了通常其它方式（石英灯）热加载需要箱体和无法很好进行分区热加载的需求。

进一步，所述的热电偶、绝缘层、热加载装置、保温层各部分通过胶接方式或者通过玻璃纤维扎带的方式固定于结构试验件表面。

进一步，所述的结构试验件在低于200℃热加载温度时，采用胶接方式进行固定；热加载温度在大于200℃时，采用玻璃纤维扎带进行固定，玻璃纤维扎带带是用于固定和绑定加热体和绝缘层、保温层。

进一步，所述的结构试验件为非导体材料时，则无需铺设绝缘层。