[发明专利]受载逆向推导的试验边界设计方法及系统

说明书

本发明提供了一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统，包括如下步骤：步骤1：确定试件的边界条件和受载形式；步骤2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；步骤3：建立所述初始工装的有限元分析模型结构，对所述试件施加力，将所述试件的受载载荷反向施加于所述初始工装，通过有限元分析得到初始工装变形结构；步骤4：根据所述初始工装变形结构和所述接口形式，改进所述初始工装的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装。本发明提出的方法适用于对载荷施加均匀性要求较高，且通过工装单点加载的压缩试验中试验边界设计，对载荷施加不均匀现象有明显的改善和提高。

技术领域

本发明涉及单点加载压缩试验技术领域，具体地，涉及一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统。

背景技术

在试件的单点加载压缩试验中，要通过工装将加载源产生的力作用到试件上，而加载工装的传力性能是工装边界设计中需要考虑的一个重要问题。为了更真实全面的考核结构，在工装的设计过程中，需要根据试件的受载形式、边界条件和试件的接口合理的设计工装，但由于试件尺寸、加载方式的限制，很难让单点加载载荷均匀的施加到试件上。在要求载荷均匀施加的单点加载压缩试验中，若没有合理的工装边界，会导致试验加载过程中载荷不能通过加载工装均匀的传递到试件上，试验得到的结果与实际会有很大的偏差，得到的试验数据难于应用于工程实际，丧失参考作用。

公开号为CN106813885A的专利文献公开了一种可模拟多种边界条件的移动质量试验装置与试验方法，包括电动机、单轮移动小车、试件板、支座墩与基座，支座墩固定于基座上，支座墩上设有夹具装置，试件板对应设置于夹具装置上，单轮移动小车通过电动机带动在试件板上移动，试件板上设有测试用的应变片传感器。但是该专利文献不适用单点加载压缩试验中的边界条件试验。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种受载逆向推导的试验边界设计方法及系统。

根据本发明提供的一种受载逆向推导的试验边界设计方法，包括如下步骤：

步骤1：确定试件的边界条件和受载形式；

步骤2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；

步骤3：建立所述初始工装的有限元分析模型结构，对所述试件施加力，将所述试件的受载载荷反向施加于所述初始工装，通过有限元分析得到初始工装变形结构；

步骤4：根据所述初始工装变形结构和所述接口形式，改进所述初始工装的设计构型，得到应用于试件试验的最终工装。

优选的，所述步骤1中，所述受载形式为载荷均匀施加。

优选的，所述步骤1中，所述边界条件为固支或简支。

优选的，所述步骤2中，所述步骤2中，所述初始工装与试件接口配合。

优选的，所述步骤2中，明确所述初始工装上加载点的位置。

优选的，所述步骤3中，通过加载源和所述加载点将力作用到所述试件上。

优选的，所述步骤3中，将所述试件的受力面受到的作用力反向作用到所述初始工装的传力面上。

优选的，所述初始工装的传力面受到来自所述试件的受力面的大小相等、方向相反的反作用力。

优选的，所述传力面为所述初始工装与所述试件接口的配合面。

本发明还提供一种受载逆向推导的试验边界设计系统，包括如下模块：

模块M1：确定试件的边界条件和受载形式；

模块M2：根据所述边界条件和所述受载形式，结合所述试件的接口形式设计初始工装；