[发明专利]一种自平衡的受弯构件蠕变试验机

说明书

本发明公开了一种自平衡的受弯构件蠕变试验机，主要由杠杆组件、升降组件和底座组件三部分组成。升降组件通过主横梁轴相连，稳定支承杠杆组件和配重物，并通过伺服电机和倾角仪感应器根据试验阶段受弯构件蠕变发展情况自动实时调节横梁的高度，保持T型钢的水平；轧制T型钢杠杆采用变截面减轻重量，通过后端配重调整试验前T型钢杠杆的水平；槽钢底座与受弯构件支座相连，包括两根支腿，通过调整支腿的长度，实现试验阶段的自平衡，无需额外配重和地脚螺栓；槽钢底座设置防护笼，保留主要观察面的同时保障构件断裂时人员安全。该试验机构造简单、承载力大、可靠性高、对试验场地要求低，试验过程中无需人工参与，可自行调节平衡。

技术领域

本发明涉及蠕变实验领域，特别是一种自平衡的受弯构件蠕变试验机。

背景技术

现有蠕变试验装置针对的试验对象多为研究材料蠕变特性的小型试件，普遍存在荷载小、蠕变量程小等问题，不满足构件或结构等大尺度的蠕变试验需求。同时，在材料尺度上建立的蠕变模型在构件或结构中应用存在诸多的不确定性，而直接在构件或者结构尺度上进行蠕变试验，对于蠕变理论模型验证和新蠕变理论模型的提出均具有重要的意义。

采用电液伺服设备虽然可以实现大吨位荷载的施加，但是该类设备容易受到断电影响，长期试验也存在数据漂移问题，且运行费用高。采用传统杠杆机构，虽然可以实现稳定的加载，但面向构件层面蠕变试验高荷载、大变形的需求，若直接对该类装置进行放大，则存在支承构件不稳定、设备基础要求过高等问题，同时较长的杠杆，也导致杠杆重量大、活动倾角范围小等问题。

此外，现有蠕变试验装置未考虑试件破坏时对试验人员的防护。材料层面蠕变试验荷载小、构件尺寸小，不会对试验人员造成威胁，但构件层面试验荷载大、破坏突然，必须考虑构件突然断裂时的冲击效应，限制断裂后构件的运动。

发明内容

本发明主要针对现有蠕变试验设备无法适用于构件层面蠕变试验高荷载、大变形需求的问题，提出一种自平衡的受弯构件蠕变试验机，经济、安全、便捷的实现高荷载下的装置稳定性，大变形下的装置实时自动调平和构件蠕变断裂时对试验人员的防护。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种自平衡的受弯构件蠕变试验机，包括杠杆组件、升降组件和底座组件；杠杆组件包括T形钢、主横梁轴、加载头、倾角仪、吊篮、配重调节丝杆和配重物；T形钢的横截面为T形；配重调节丝杆的一端固定于T形钢翼缘的一端，配重调节丝杆的另一端与配重物连接，配重物上开设有与配重调节丝杆对应的螺纹孔；倾角仪设置于T形钢翼缘表面的靠近配重调节丝杆的一端；吊篮悬挂于T形腹板的远离配重物的一端；加载头夹持于T形钢腹板上；T形钢腹板上靠近配重物的一端开设有主轴孔，主横梁轴穿过主轴孔与T形钢固定连接；主横梁轴的两端与升降组件连接，升降组件带动主横梁轴上下移动；升降组件底部与底座组件连接。

作为本发明的进一步优选，升降组件包括丝杠、电机、主动齿轮、传动齿轮、链条、立柱、滑轨、滑块和轴承；所述立柱为两根，且两根立柱中间均竖直开设有对应的滑轨；且所述滑块为两个，一个滑块设置于一个滑轨上；两个滑块中心位置均开设有对应的主横梁轴孔，且主横梁轴孔内壁设有轴承，主横梁轴的两端穿过两个滑块的主横梁轴孔与轴承连接；电机的轴穿过主动齿轮的轴孔，从动齿轮为两个，主动齿轮和两个从动齿轮分别与链条啮合；丝杠为两根，一根丝杠竖直穿过一个从动齿轮的轴孔，且从动齿轮的轴孔为与丝杆对应的螺纹孔，滑块连接于丝杠上，丝杠带动滑块沿滑轨上下滑动。

作为本发明的进一步优选，底座组件包括两根支腿槽钢、构件支座和一根端部槽钢；端部槽钢的两端分别与一根支腿槽钢连接，形成U形结构；构件支座为两个，一个构件支座设置于一个支腿槽钢上，两个构件支座对应设置，两根立柱底部与端部槽钢连接。

作为本发明的进一步优选，还包括钢丝笼，一个钢丝笼套设于一个构件支座外部，钢丝笼底部与支腿槽钢连接，两个钢丝笼相对的一侧设有对应的开口。