[发明专利]一种混凝土受压全曲线试验耗能装置及其使用方法

权利要求书

1.一种混凝土受压全曲线试验耗能装置，其特征在于：包括电脑(1)、电液伺服控制器(2)、油管(3)、液压立柱(4)、无线荷载传感器(5)、无线位移传感器(6)、底板(7)、混凝土试件(8)、带圆孔钢垫板(9)、碟形弹簧(10)、上压板(11)、球铰钢板(12)；

所述电脑(1)与电液伺服控制器(2)之间有线连接；

所述液压立柱(4)的数量为4个，分别置于底板(7)顶面的四个直角端上，液压立柱(4)的底部与底板(7)焊接固定；所述液压立柱(4)顶部为杯口状，可容纳无线荷载传感器(5)；所述电液伺服控制器(2)通过油管(3)分别与4个液压立柱(4)连接；所述液压立柱(4)可随液压变化伸长或缩短；

所述无线荷载传感器(5)的数量为4个，分别置于4个液压立柱(4)的顶部杯口中，与液压立柱(4)形成四根支撑立柱；所述无线荷载传感器(5)与电脑(1)无线连接；

所述混凝土试件(8)置于底板(7)中心，所述上压板(11)放置在混凝土试件(8)顶面上，所述球铰钢板(12)置于上压板(11)上且其球铰部分与上压板(11)顶面接触；

所述无线位移传感器(6)的数量为4个，分别置于混凝土试件(8)的四个侧面，且每一个无线位移传感器(6)与混凝土试件(8)均紧密贴合；所述无线位移传感器(6)底部与底板(7)通过磁铁固定，顶部与上压板(11)底部接触；所述无线位移传感器(6)与电脑(1)无线连接；

所述带圆孔钢垫板(9)置于4个无线荷载传感器(5)上；所述碟形弹簧(10)为圆锥形，且下部内径大于上部内径，碟形弹簧(10)底部的内径与带圆孔钢垫板(9)内径相同，所述碟形弹簧(10)设置在带圆孔钢垫板(9)上且碟形弹簧(10)底部圆孔与带圆孔钢垫板(9)圆孔相匹配；

所述带圆孔钢垫板(9)、碟形弹簧(10)、上压板(11)、球铰钢板(12)、底板(7)及混凝土试件(8)的中心处于同一轴线上；

所述上压板(11)长宽均大于混凝土试件(8)，球铰钢板(12)长宽均小于上压板(11)；所述碟形弹簧(10)顶部内径大于上压板(11)的对角线长度。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土受压全曲线试验耗能装置，其特征在于，当液压立柱(4)回油缩短时碟形弹簧(10)顶部低于球铰钢板(12)的顶部。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土受压全曲线试验耗能装置，其特征在于，所述底板(7)为正方形底板。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土受压全曲线试验耗能装置，其特征在于，所述无线荷载传感器(5)的形状为上部带有球形弧度的圆柱体。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土受压全曲线试验耗能装置，其特征在于，所述碟形弹簧(10)的锥度小于1:3。

6.权利要求1至5任一项所述的一种混凝土受压全曲线试验耗能装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将电脑与电液伺服控制器之间有线连接，无线荷载传感器及无线位移传感器与电脑进行无线连接；

(2)采用电脑控制电液伺服控制器回油，四个液压立柱缩短，碟形弹簧的顶面低于球铰钢板的顶面，完成试验准备；

(3)试验开始，压力试验机压板对球铰钢板施压，当荷载接近峰值但混凝土试件未破坏时，电脑控制电液伺服控制器进油，四个液压立柱伸长，直至碟形弹簧顶部与压力试验机压板接触；

(4)压力试验机压板继续施压，此时荷载由混凝土试件与四根支撑立柱共同承担；电脑根据接收到的荷载与变形数据，计算立柱刚度；当刚度不足时，电脑控制电液伺服控制器进油，提升支撑立柱刚度；当刚度超过时，电脑控制电液伺服控制器回油，降低支撑立柱刚度；

(5)当混凝土试件缓慢破坏至无承载力时，试验结束；压力试验机荷载扣除四根支撑立柱荷载即为混凝土试件实际承受的荷载，以此作为Y轴；无线位移传感器测得的变形作为X轴，可绘制出混凝土受压全曲线。