[发明专利]一种预加轴力、弯矩的冲击实验装置及其实验方法

摘要

本发明公开了一种配合冲击实验的预加轴力、弯矩的试件固定装置及其实验方法，其固定装置包括刚性底座、滑动端荷载施加组件、固定端荷载施加组件、摆锤、试件、数据采集系统和计算机终端共7部分，其关键技术点在于，经气动装置驱动的加载压头嵌入可灵活调整偏心距的齿形轨道压缩试件，实现多种初始轴力和弯矩工况组合；冲击实验时，瞬时冲击力导致试件侧向变形并引发轴向收缩，气动装置活塞伸长，持续施加渐弱的轴力和弯矩直至构件失效，准确模拟结构倒塌过程中内力的实际演化规律；与此同时，数据采集系统实时记录荷载、位移变化和试件构型演变过程，为评估试件的抗倒塌能力及建立准确的力学分析模型提供数据支持。本发明整体结构简单、紧凑，实验操作简单。

主权项

1.一种配合冲击实验的预加轴力、弯矩的试件固定装置，该装置包括：刚性底座、滑动端荷载施加组件、固定端荷载施加组件、摆锤、试件、数据采集系统和计算机终端，其特征在于，所述刚性底座包括滑动端刚性底座和固定端刚性底座，所述滑动端荷载施加组件连接于所述滑动端刚性底座，所述滑动端荷载施加组件包括滑动轴力施加组件、滑动弯矩施加组件、气体充压系统和气动加载组件，所述气动加载组件正前端通过高强螺栓顺次固定所述滑动轴力施加组件和滑动弯矩施加组件，所述固定端荷载施加组件固定在所述固定端刚性底座上；所述滑动轴力加载组件进一步包括滑筒、隔板、压力传感器和保护罩；所述滑动弯矩施加组件进一步包括弧形轨道、刀形加载压头、转动夹具、齿形滑道，转动夹具夹紧试件一端所述刀形加载压头的刀形头嵌入所述齿形滑道的齿形槽内，且刀形加载压头的刀形头厚度小于齿形槽的开口宽度，加载过程中齿形滑道以齿形槽内刀形加载压头刀形头顶部为支点转动；所述气动加载组件进一步包括垫板、气缸、固定卡具，所述垫板和滑动端刚性底座连接，所述气缸通过固定卡具固定于所述垫板上，所述气缸活塞杆的端部通过所述隔板和压力传感器连接，所述气动加载组件中的气缸可以在不装配弯矩施加组件下单独工作，实现试件在单纯轴力加载下的实验研究；所述固定端荷载施加组件包括弧形轨道、刀形加载压头、转动夹具、齿形滑道和可调节固定板，所述转动夹具夹紧试件另一端，刀形加载压头的末端通过所述可调节固定板固定于固定端刚性底座。