[实用新型]一种施加正弦曲线形循环荷载的装置

说明书

本实用新型涉及一种施加正弦曲线形循环荷载的装置，包括杠杆、支座、旋转杆、转轴、电机、配重块和加载压头，所述杠杆安装在所述支座上，所述配重块设有两块，分别为第一配重块和第二配重块，所述第一配重块搁置在所述杠杆的一端上，所述转轴安装在所述杠杆的另一端上，所述电机与所述转轴的一端轴接，所述旋转杆安装在所述转轴的另一端上，所述第二配重块搁置在所述旋转杆上，所述加载压头安装在所述杠杆上。本实用新型无需通过伺服控制即可获得精确的正弦曲线形的循环荷载，结构简单、稳定，既可用于短期试验，也适用于长期试验。

技术领域

本实用新型涉及工程力学试验仪器领域，具体涉及一种施加正弦曲线形循环荷载的装置。

背景技术

工程中许多荷载是具有循环往复的特性，例如桥梁结构受到的交通荷载，风力发电塔受到的风荷载，港口工程中的波浪荷载等、结构在地震中受到的荷载等。因此结构或材料在循环荷载作用下的力学特性研究是一个重要的课题，其中循环荷载试验是重要的研究手段，例如土木工程中常见的锚杆的循环拉拔试验、桩基础的水平循环荷载试验、岩土材料循环三轴压缩试验等。常用的循环荷载主要通过千斤顶来进行加载，采用人工读数控制或者将千斤顶连接到电子传感器和控制器来进行伺服控制。采用人工读数进行控制控制的精度较低，且无法施加频率稍高的循环荷载；而采用传感器进行伺服控制加载的系统控制系统较为复杂，稳定性相对较差，不适宜于长期试验，且伺服控制需要响应时间，同样也难以施加频率较高的循环荷载。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定可靠的且可以适用于不同频率的长期、短期循环荷载的加载装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种施加正弦曲线形循环荷载的装置，包括杠杆、支座、旋转杆、转轴、电机、配重块和加载压头，所述杠杆安装在所述支座上，所述配重块设有两块，分别为第一配重块和第二配重块，所述第一配重块搁置在所述杠杆的一端上，所述转轴安装在所述杠杆的另一端上，所述电机与所述转轴的一端轴接，所述旋转杆安装在所述转轴的另一端上，所述第二配重块搁置在所述旋转杆上，所述加载压头安装在所述杠杆上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型一种施加正弦曲线形循环荷载的装置利用杠杆原理，将配重块置于旋转杆上，通过电机驱动旋转杆的旋转，提供一个长度以正弦曲线规律循环变化的力臂，从而施加循环的力矩，进而提供正弦曲线形的循环荷载；该装置无需通过伺服控制即可获得精确的正弦曲线形的循环荷载，结构简单、稳定，既可用于短期试验，也适用于长期试验。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述加载压头的下端设有拉压力传感器，所述加载压头的下方设有式样，且所述式样上设有应变片，所述拉压力传感器正对所述式样。

进一步，还包括控制器和计算机，所述计算机通过所述控制器分别与所述电机、拉压力传感器和应变片电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：拉压力传感器和调速电机都通过控制器连接到计算机，计算机可以读取拉压力、应变等数据，也可以直接对电机进行控制。

进一步，还包括限位装置，所述限位装置设有两个，两个所述限位装置分别位于所述支座的两侧并位于所述杠杆的下方。

采用上述进一步方案的有益效果是：杠杆两侧均布置限位装置，避免装置产生大幅摆动，确保试验安全。

进一步，所述杠杆上排列设有多个螺孔，所述杠杆通过其中一个螺孔并在螺钉的配合下安装在所述支座上。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个螺孔的设置，可以调节杠杆支点所在位置，进而可以调节控制循环荷载的波幅，产生脉冲、对称、不完全对称等多种循环荷载。

进一步，所述电机为调速电机。