[发明专利]一种竖向加载转水平加载的试验装置

说明书

本发明公开了一种竖向加载转水平加载的试验装置，包括底板，所述底板上设置有竖向载荷转换单元和至少一套试件受载单元，所述竖向载荷转换单元包括托盘、加载杆Ⅱ、铰接短杆Ⅱ、主杠杆、设置在底板上的主杠杆支撑臂、铰接短杆Ⅰ、加载杆Ⅰ、水平加载控制环和设置在底板上的控制环支撑杆，所述加载杆Ⅰ穿过水平加载控制环，加载杆Ⅰ与试件受载单元的一侧力传递连接，试件受载单元的另一侧设置有承力挡板。采用该结构的试验装置，一方面，合理利用了竖向空间和水平空间，从而提高了试验设备布置的便利性，也便于试验装置的应用，另一方面，在确保试验精度的同时节约试验成本。

技术领域

本发明涉及力加载试验装置技术领域，具体涉及一种竖向加载转水平加载的试验装置。

背景技术

现有技术中，在给试件进行力加载试验时，通常有竖向加载和水平加载两种方式，对于竖向加载，其存在的弊端是：1、加载过程中，试件易受加载装置自重的影响，从而影响试验的精度；2、需布置相应的调平装置，这一定程度上增加了试验成本；3、通常需占用较大的竖向空间，也不便于观测设备等的安装与布置。此外，竖向加载的方式也不便于对多个试件同时加载。对于水平加载，其也存在一些弊端：为提供较大的加载力，施力机构的行程通常较大，这需要占用较大的水平空间，一定程度上制约了试验装置的应用。

再者，目前来说，无论是竖向加载还是水平加载，其加载力的大小都是由施力机构决定，当需要施加较大的加载力时，施力机构的耗能也相对较大，这不利于节约试验成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种竖向加载转水平加载的试验装置，一方面，以便合理利用竖向空间和水平空间，从而提高试验设备布置的便利性，也便于试验装置的应用，另一方面，在确保试验精度的同时节约试验成本。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种竖向加载转水平加载的试验装置，包括底板，所述底板上设置有竖向载荷转换单元和至少一套试件受载单元，所述竖向载荷转换单元包括通过竖向伸缩式主支撑杆设置在底板上的托盘、加载杆Ⅱ、铰接短杆Ⅱ、主杠杆、设置在底板上的主杠杆支撑臂、铰接短杆Ⅰ、加载杆Ⅰ、水平加载控制环和设置在底板上的控制环支撑杆，所述托盘与加载杆Ⅱ的一端连接，加载杆Ⅱ的另一端、铰接短杆Ⅱ、主杠杆、铰接短杆Ⅰ和加载杆Ⅰ依次通过销轴铰接，所述主杠杆支撑臂的上端通过销轴与主杠杆铰接，所述加载杆Ⅰ穿过水平加载控制环，加载杆Ⅰ与试件受载单元的一侧力传递连接，试件受载单元的另一侧设置有承力挡板。

进一步，所述试件受载单元包括定位框架、水平力倍增加力架、试件装夹与测量系统以及用于支撑试件装夹与测量系统的水平支撑平台；所述定位框架包括沿力传递方向间隔布置的两块限位板以及横跨在两块限位板之间的连接柱，两块限位板上均开设有导向孔，两个导向孔均与加载杆Ⅰ同轴线设置；所述水平力倍增加力架包括拼装呈菱形状的两根主动传力杆和两根被动传力杆，两根主动传力杆之间和两根被动传力杆之间均通过耳式连接件铰接，两个耳式连接件分别与两个导向孔同轴套接，所述加载杆Ⅰ同轴穿入对应的导向孔且与两根主动传力杆之间的耳式连接件同轴抵紧，处于同侧的主动传力杆与被动传力杆之间通过铰接件铰接；所述试件装夹与测量系统包括同轴布置的力传感组件、试件左端夹持组件和试件右端夹持组件，所述力传感组件的左侧通过第一连接件与左侧的铰接件连接，力传感组件的右侧与试件左端夹持组件连接，所述试件右端夹持组件的右侧通过第二连接件与右侧的铰链件连接，试件左端夹持组件上设置有百分表，试件右端夹持组件上设置有与百分表的测杆顶紧并使测杆处于预压缩状态的挡板。

进一步，所述试件左端夹持组件和试件右端夹持组件均包括通过螺栓组件合拢锁紧的上盖板和下盖板，所述上盖板的下表面和下盖板的上表面分别开设有对称的上凹槽和下凹槽，所述上凹槽和下凹槽合拢后形成夹持槽，所述夹持槽包括梯形槽端和楔形槽端，所述梯形槽端匹配设置有梯形拉力块，所述楔形槽端匹配设置有两个用于夹紧试件对应端的楔形夹块，左端的梯形拉力块和右端的梯形拉力块均通过拉力块连接螺杆分别与力传感组件和第二连接件连接。