[发明专利]可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机及其控制电路

说明书

本发明公开了一种可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机，包括龙门架，龙门架的两竖直臂之间设有试件固定架；其特征在于龙门架和底面之间设置有用于调整龙门架和试件固定架距离的水平滑道机构，龙门架的竖直臂上设置有竖向升降机构，竖向升降机构上设有疲劳试验动力机构，疲劳试验动力机构上设有间距调节机构；还包括用于控制疲劳试验动力机构以及试验机控制系统，该试验机体积小便于移动，且试验机可施加不同比例的复杂荷载的耦合作用，能够更好地模拟实桥中的复杂受力条件，为疲劳性能的研究提供试验基础。

技术领域

本发明涉及一种施加复杂耦合作用力的疲劳试验机。

背景技术

钢桥面板构造与受力复杂，在往复的车辆荷载作用下易产生疲劳损伤，疲劳损伤是影响钢桥运营安全的重要因素。相关研究表明钢桥面板构件常受复杂的耦合作用力，例如：开裂后的顶板与U肋焊缝在车辆荷载的作用下，会产生竖向的弯曲作用与沿焊缝方向明显的循环轴力作用，即弯矩-轴力耦合作用；弯桥受到的复杂作用力效果更为明显，由于桥型的特殊性，弯桥构件通常要承受弯矩-扭矩的共同作用等一系列因素。钢桥面板构造细节在多种作用力耦合循环的作用下，会产生疲劳开裂，影响钢桥的疲劳寿命。

室内试验是了解钢桥面板典型构造细节疲劳性能的主要手段之一。然而，目前开展的钢桥疲劳试验主要采用大型MTS疲劳试验加载机，但由于其体积较大，难以移动，施加荷载的方式单一，难以反映实桥中弯剪、弯扭等作用，且成本较高，对于需要大量数据的疲劳试验，其经济型与实用性较差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机，该试验机体积小便于移动，且试验机可施加不同比例的复杂荷载的耦合作用，能够更好地模拟实桥中的复杂受力条件，为疲劳性能的研究提供试验基础。

技术方案：本发明所述的可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机，包括龙门架，龙门架的两竖直臂之间设有试件固定架；龙门架和底面之间设置有用于调整龙门架和试件固定架距离的水平滑道机构，龙门架的竖直臂上设置有竖向升降机构，竖向升降机构上设有疲劳试验动力机构，疲劳试验动力机构上设有间距调节机构；还包括用于控制疲劳试验动力机构的试验机控制系统。

通过采用上述技术方案，将试件固定在试件固定架上，龙门架通过水平滑道机构调整龙门架和试件的X轴方向的距离，竖向升降机构、间距调节机构调整疲劳试验动力机构与试件Z轴方向、Y轴方向上的位置；通过疲劳试验动力机构与试验机控制系统可以控制振动电机施加不同比例的复杂荷载的耦合作用。

发明目的：本发明的目的是提供一种可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机控制电路，调整各种电路控制以满足试验机可施加不同比例的复杂荷载的耦合作用。

技术方案：一种可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机控制电路，试验机控制系统包括振动电机分别对应的调频回路、转向回路与相位角调节回路和改变两个振动电机串并联方式的连接回路。

通过采用上述技术方案，两个调频系统协同电机形成并联连接方式，实现变幅加载作用；两个调频系统协同电机形成串联连接方式，可实现不同应力的耦合作用。

有益效果：本发明能够实现多种作用力的耦合，如弯矩—轴力、弯矩—扭矩等作用，更好的模拟实桥构件的受力情况；可以精准的调节振动电机的位置，改变耦合作用力中各作用力的作用比例；能够方便、精准的固定电机的位置；可避免反复搬运试验机，节省了人力，简化了试验过程；可以有效避免振动电机因试件断裂而砸到地上造成的损伤。

附图说明

图1是可施加复杂耦合作用力的疲劳试验机结构示意图；

图2是龙门架上的部分上部分结构示意图；

图3是构件和疲劳试验动力机构结合的结构示意图；

图4是间距调节机构的结构示意图；

图5是试验机控制系统电路图；