[发明专利]一种模拟压杆服役状态的疲劳测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟压杆服役状态的疲劳测试装置及方法，包括支撑架、升降机构、加载单元和检测单元，支撑架上设置有升降机构，升降机构上铰接有加载单元，加载单元上设置有检测单元，检测单元能检测施力大小和压杆的形变量，加载单元能够设置若干个传力单元。本发明的利用加载单元配合传力单元实现压杆结构可变式受力的模拟游乐设施服役状态的多种复杂受力模式测试，实现了复合材料压杆结构承受载荷的精准控制，同时可获得变形量的实验数据采集，计算出疲劳强度等压杆性能数据。

技术领域

本发明涉及疲劳测试装置的技术领域，特别是涉及一种模拟压杆服役状态的疲劳测试装置及方法。

背景技术

在游乐设施的运行中，为了防止乘客在设备产品滚动或冲击较大时脱离乘坐物，娱乐设备设置了相应形式的安全压力杆。根据不同的使用场合，安全压杆有不同形式。游乐设施安全压杆所受负载相对复杂，包括惯性负载、摩擦负载、冲击和安全压杆空行程干扰力矩载荷等。使用碳纤维与金属连接件组合的车用多人压杆及压杆臂复合材料压杆结构在轻量化上表现出色，但为了使复合材料安全压杆结构在游乐设施实际运行中工作可靠，应对压杆结构进行负载模拟试验，这可以全面检测和考核安全压杆在实际负载条件下的动态特性、力学性能、以及系统可靠性，就可将外场试验转化成试验室条件下的试验。

目前针对复合材料的压杆结构性能测试，现有的一种安全压杠试验装置仅适用于小型压杠结构以及结构单点受力运动的情况，对于诸如杆类试样，需要变换测试位置的场合，基于对测试对象的考量，该装置并不适用。现有的游乐设施压杆测试装置利用挂钩实现拉力载荷的传递，同时龙门架的拉伸使得加载方向和位置固定化，与实际的载人运行状态的受力情况的匹配程度不高，不能实现模拟多人承载复杂状态下，复合材料安全压杆模拟均布线载荷以及偏重载荷疲劳的破坏试验的测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟压杆服役状态的疲劳测试装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，使压杆的受力加载方向和位置可调整，疲劳测试更符合实际运行状态。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种模拟压杆服役状态的疲劳测试装置，包括支撑架、升降机构、加载单元和检测单元，所述支撑架上设置有所述升降机构，所述升降机构上铰接有所述加载单元，所述加载单元上设置有所述检测单元，所述检测单元能检测施力大小和压杆的形变量，所述加载单元能够设置若干个传力单元。

优选的，所述加载单元包括液压缸和所述传力单元，所述传力单元包括加载杆和安全带，所述液压缸的底座铰接于所述升降机构、顶杆铰接于所述加载杆上，所述顶杆与所述加载杆之间设置有所述加载单元，所述加载杆上设置有所述安全带，所述安全带用于绑定所述加载杆和所述压杆。

优选的，所述安全带的数量和设置位置能够根据实验模拟状态进行调整，所述安全带的材质包括涤纶、丙纶或者尼龙。

优选的，所述加载杆为一横杆或者一矩形框架。

优选的，所述检测单元包括压力传感器和位移传感器。

优选的，所述压力传感器和所述位移传感器分别与一控制单元通讯连接。

优选的，所述升降机构包括电机、丝杠、横梁和导向杆，所述支撑架上对称设置有滑轨，所述横梁的两端分别与所述滑轨相匹配，所述丝杠竖直贯穿所述横梁的中心，所述导向杆竖直且对称设置于所述横梁的两端，所述导向杆的两端均固定于所述支撑架上，所述丝杠的下端与所述电机连接，所述横梁的侧面上铰接有所述加载单元。

优选的，所述滑轨的顶部设置有限位器或者行程开关。

本发明还涉及一种模拟压杆服役状态的疲劳测试方法，基于上述的模拟压杆服役状态的疲劳测试装置，具体包括如下步骤：

a.将待测的压杆及其铰接座安装于一平台上，并按照预设测试方案，通过设定数量的安全带将所述压杆的设定位置与加载单元连接；