[发明专利]一种三维空间变角度加载装置

说明书

技术领域

本发明属于实验装置技术领域，涉及一种三维空间加载装置，具体涉及一种三维空间变角度加载装置。

背景技术

在传统输电、变电行业中，架空输电塔架或变电构架主要由塔架及挂线梁组成，早期的挂线梁采用角钢组合桁架较多，但由于钢材良好的导电性，由雷击和污闪引起的线路跳闸故障在每年的架空输电线路总的跳闸故障中占了60％以上，长期以来极大地困扰和影响了电网的安全、经济、稳定运行，对于我国南方沿海雷电活动强烈和大气污秽(盐污)严重的地区，则更为严重。近年来，由于FRP复合材料具有轻质高强、绝缘性能好、耐腐蚀等优点，可提高输电线路杆塔的防雷、防污等电气性能并降低运行维护成本，在塔架结构挂线梁中应用越来越多。

不论是采用角钢或FRP复合材料构成的挂线梁，挂线点位置由于导线张力、覆冰、设备及风荷载作用，长期处于三向受力状态，受当地环境气候变化影响，结构极端工况较多，受力复杂。为揭示挂线梁处结构的受力状态、变形及破坏模式，常需要进行试验验证，明确结构的实际力学表现。

一般做法是对三维空间受力的构件设计专用的加载装置，采用X、Y、Z三向同时加载或者按其合力方向加载，但这类装置基本都需要空间安装，空间加载角度准确性及加载装置适应性差，试验误差较大，现场组装麻烦，连接工装多为一次性的，具有很大局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种三维空间变角度加载装置，解决了现有加载装置空间加载角度准确性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种三维空间变角度加载装置，包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；

实验试件包括试件a、试件b和试件c，试件a、试件b和试件c的一端连接在反力墙上，试件a、试件b和试件c的另一端重叠组成试件加载点，试件a、试件b、试件c和试件加载点上均设置有应变片和位移计，应变片和位移计与采集系统连接；

地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽，地槽上连接有地梁a和地梁b，地梁a和地梁b上分别均匀设置有若干个圆孔a和圆孔b；

滑轮系统包括滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，滑轮a通过连接板a与圆孔a连接，滑轮b和滑轮c分别通过连接板b和连接板c与圆孔b连接，滑轮b水平设置，滑轮c垂直于滑轮b设置，滑轮d通过连接板d与立柱的侧面垂直连接，立柱还与地梁b垂直连接；

加载系统包括连接在反力墙上的MTS作动器，MTS作动器的加载端连接有端板a，端板a上设置有耳板，耳板设置有圆孔c；

传感器系统包括力传感器，力传感器的两端分别连接有一对连接工装，一个连接工装与试件加载点连接，另一个连接工装连接钢丝绳a的一端，钢丝绳a依次绕过滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，钢丝绳a的另一端通过与圆孔c连接。

本发明的特点还在于，

采集系统为TDS602数据采集仪。

滑轮d与MTS作动器加载端等高。

地梁a和地梁b均采用双腹板H型钢梁，地梁a和地梁b的上下翼缘中间分别设有长圆孔a和长圆孔b，地梁a和地梁b在长圆孔a和长圆孔b处均通过锚栓与地槽锚接。

连接工装包括依次连接的带丝螺杆、平板和端板b，带丝螺杆与力传感器连接，端板b上设置有圆孔c，试件加载点与一个连接工装的圆孔d通过钢丝绳b连接，另一个连接工装的圆孔c连接钢丝绳a的一端。

钢丝绳a和钢丝绳b的连接端均设置有U型夹具。

本发明的有益效果是：一种三维空间变角度加载装置通过地梁a和地梁b及滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，把本来复杂的空间三维加载系统通过调整地面连接来实现，可移动地梁a和地梁b及滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d的位置实现空间任意角度静力加载，改变了以往空间加载角度准确性及加载装置适应性差的问题，本装置适用与空间任意角度加载，各部件可拆卸，地面组装方便简捷，试件端部设置有力传感器，数据准确，精度高。

附图说明

图1是本发明一种三维空间变角度加载装置的结构示意图；

图2是本发明一种三维空间变角度加载装置的左视图；

图3是本发明一种三维空间变角度加载装置中地梁a的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明一种三维空间变角度加载装置中地梁b的俯视图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是本发明一种三维空间变角度加载装置中滑轮d与立柱的连接图；

图8是本发明一种三维空间变角度加载装置中滑轮b与地梁b的连接图；