[发明专利]加载系统及其加载控制方法

说明书

本公开提供一种加载系统及其加载控制方法。加载系统包括：竖向反力装置，用于为竖向作动器提供反作用力；横向反力装置，用于为水平作动器提供反作用力；竖向作动器，用于向试件提供轴力；水平作动器，用于向试件提供横向力；L型加载梁，用于在竖向作动器和水平作动器的协同控制下进行水平位移、竖向位移和转动。根据本申请的加载系统和加载控制方法，可实现对试件水平位移、轴力和转角的精确控制。

技术领域

本申请涉及一种比如在土木领域、交通领域、桥梁领域和机械领域 等的新型加载系统及其控制方法，其可应用于高精度试验加载部分的静 力、拟静力和拟动力试验。

背景技术

近年来，随着工程结构的大型化和复杂化，以及阻尼器、隔震支座、 防屈曲支撑等耗能减振与隔震结构构件的工程应用，抗震领域对大比例 尺试验甚至足尺试验的需求越来越强烈。为了能够获得尽量准确、真实 的试验结果，对各方面都提出了更高的要求，如：对试件尺寸和加载时 间相似比效应的控制；试验中新的试验方法的应用；试验加载设备的能 力及控制性能；将试验与相关软件进行对接，对试验系统的接口进行整 合；对试验边界条件模拟的准确程度等。

由于地震对结构的作用是多轴且不断变化的，并且随着工程结构的 大型化、复杂化以及边界条件模拟的复杂化，为了更好地模拟各种情况 下的地震反应，试验系统也逐渐向复杂化、精细化发展。

传统的加载系统由反力墙102、电液伺服作动器A’、位移计和液压 千斤顶B’组成，如图1所示。试件水平方向位移由电液伺服作动器A’控 制，试件所受竖向力由液压千斤顶B’加载。传统加载方式存在如下问题： 无法实现对转角的精确控制；轴力加载通过手动调节千斤顶实现，误差 很大。

随着对大比例尺甚至足尺试验的需求越来越强烈，结构试验技术水 平的提高，以及液压伺服系统的快速发展，对作动器的协同工作的复杂 性以及边界条件的准确实现的复杂性都提出了更高的要求。传统的加载 方式已经实现不了日渐精密的加载工况。

为了解决以上问题，达到高精度加载的目的，本申请提出一种新型 的加载系统和加载控制方法。

根据本申请的方案，能够实现对转角的精确控制，且能够精确控制 轴力加载。

另外，本申请还能解决：传统加载方式中，水平方向加载通过手动 控制实现，结果精度和效率低的问题。

发明内容

根据本发明一方面，提供一种加载系统，包括：竖向反力装置，用 于为竖向作动器提供反作用力；横向反力装置，用于为水平作动器提供 反作用力；竖向作动器，用于向试件205提供轴力；水平作动器，用于 向试件205提供横向力；L型加载梁，用于在竖向作动器和水平作动器的 协同控制下进行水平位移、竖向位移和转动。

根据本发明另一方面，提供一种加载控制方法，包括：向加载系 统发出位移、轴力和转角命令，转化为竖向作动器和水平作动器各自的 目标位移，作用在试件205上，使所述试件205产生运动。

通过本申请的加载系统和加载控制方法，克服了现有技术中手动调 节千斤顶实现轴力加载导致误差很大的缺陷，且可实现对转角的精确控 制。

本申请的加载系统和加载控制方法还可实现对水平方向加载的更 高精度的控制，保证加载顺利进行并取得准确试验结果。

附图说明

从以下参考附图对示例性实施方式的说明，其他特征将是明显的。

图1(a)示出了传统加载系统的外观图示；

图1(b)示出了传统加载系统的示意图；

图2(a)示出了根据本发明的加载系统的外观图示；

图2(b)示出了根据本发明的加载系统的示意图；