[发明专利]一种液压支架模型试验的加载装置及试验方法

权利要求书

1.一种液压支架模型试验的加载装置，其特征在于，所述的加载装置用于液压支架模型的加载试验，包括底座、框架及安装于框架上的垂直加载机构、水平加载机构以及倾翻机构；所述的底座两端安装有支撑架，框架通过旋转轴安装在支撑架上，垂直加载机构包括安装在框架顶端的多个液压缸及其底部连接的垂直加载板，水平加载机构包括安装在框架下部的一个水平加载液压缸，倾翻机构包括安装在底座及框架之间的多个倾翻液压缸。

2.根据权利要求1所述的一种液压支架模型试验的加载装置，其特征在于，在所述的加载装置的框架下部放置液压支架模型，所述的液压支架模型为按液压支架原型的一定比例缩小并进行机构简化制成的，所述的比例值是由液压支架的最小钢板厚度与液压支架模型的最小钢板厚度的比值确定的几何相似倍数。

3.一种权利要求1所述的液压支架模型试验的加载装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在液压支架模型上选取测点，通过在各测点上贴直角应变花来进行布片，分别测取0°、45°以及90°这三个方向上的应变即ε_0°、ε_45°以及ε_90°；

步骤二、操作液压支架模型加载试验装置的液压控制系统，根据液压支架模型的承载力F对液压支架模型分别从垂直、水平以及倾翻三个方面分别进行加载试验；加载力为液压支架模型的承载力F的n倍，n值取1.1-1.3；

步骤三、采用LabVIEW编程语言进行数据采集；并将采集的数据以图形的形式进行实时地显示；将数据写入文件并保存；

步骤四、为了把所采集到的应变值换算成相应的应力值，采用VC++语言编制液压支架模型试验实测数据的应力计算软件，实现对LabVIEW数据库的访问及应力计算。

4.根据权利要求3所述的一种液压支架模型试验的加载装置的试验方法，其特征在于，所述的步骤一至步骤四中，在进行实际测量前，首先由CS-1A型动态电阻应变仪上的标定装置给出标定信号，然后，再启动液压支架模型试验数据采集与处理系统软件对该标定信号进行数据采集；经过对标定信号的多次数据采集后，将各次得到的数据平均值再次求平均值之后，得到相应标定信号所对应的信号幅值。

5.根据权利要求3所述的一种液压支架模型试验的加载装置的试验方法，其特征在于，所述的步骤三中，和LabVIEW数据采集与处理程序相对应的框图程序即顺序结构程序包含三个子框图，每一个子框图被称为一个Frame，三个子框图为：Frame0、Frame1、Frame2；

在Frame0即创建设备子框图中，CreateDevice函数负责创建PCI设备对象，DeviceID则是设备ID的标识号；

在Frame1即程序主体子框图中，ReadDevBulkAD函数负责批量读取AD设备上的AD数据，然后将数据转换为相应的电压值，并通过显示设备显示在前面板上，同时保存该数据。当按下LabVIEW工具栏中的运行按钮时，则程序开始运行，同时，在前面板上将显示出采集数据的波形图。当按下LabVIEW工具栏中的save按钮时，程序将通过Write To SpreadsheetFile.VI函数将所采集数据的数组转换成二进制文本字符串，并将它写入一个新建文件；

在Frame2即释放设备子框图中，按下LabVIEW工具栏中的停止按钮时，则所有的数据显示和数据保存将被停止，程序运行结束。同时，由ReleaseDevice函数负责释放设备对象所占用的系统资源以及设备对象自身。当双击LabVIEW快捷图标后，则LabVIEW被启动。此时，即可打开液压支架模型试验的数据采集与处理系统软件的应变采集程序和文件读取程序，以实现相应的功能。

6.根据权利要求3所述的一种液压支架模型试验的加载装置的试验方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：

分别读取LabVIEW数据库中0°、45°以及90°这三个方向上的应变即ε_0°、ε_45°以及ε_90°。通过公式(1)至公式(6)分别计算出相应的主应变ε₁、主应变ε₂、主应变方向角θ、主应力σ₁、主应力σ₂以及等效应力σ的大小。其中，E为弹性模量，μ为泊松比。