[发明专利]多点分载装置

说明书

本发明公开了一种多点分载装置，包括至少两级垂直于加载方向的分载结构，所述分载结构的顶面中心位置设置加载点，所述分载结构以加载点为对称中心对称设置至少两组分载点，第一级分载结构的加载点与疲劳载荷设备的加压端连接，分载点通过加压部件对下一级分载结构的加载点分配施压，最后一级分载结构的分载点通过加压部件对若干试件分配施压，所述试件按照最后一级分载结构的分载点位置一一对应固定。本发明通过多级分载结构的多点分载装置将同一个疲劳载荷设备的集中力均匀对称地分配到多组试件上，在一台设备上同时进行多个试件的疲劳试验，可实现大批量材料试件或中小型结构构件的同步疲劳试验，大大缩短了批量疲劳试验的周期。

技术领域

本发明属于工程结构加载试验技术，具体涉及一种多点分载装置。

背景技术

在机械工程、桥梁工程和轨道交通工程中，许多工程材料和结构构件服役过程中需要承受数以万计的多次交变载荷作用。工程材料和结构构件在循环加载作用下，在材料和结构的某些薄弱部位会产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成微裂纹，微裂纹进一步扩展联通直到材料和结构发生突然脆性的疲劳破坏。疲劳破坏是一种损伤积累的过程，在循环应力远小于静载极限强度的情况下经历很长的时间即可能发生疲劳破坏，工程材料和结构构件的疲劳破坏可分为3个阶段：微观裂纹阶段、宏观裂纹扩展阶段、瞬时断裂阶段。而在疲劳破坏发生前工程材料和结构构件有时也没有显著的残余变形。

疲劳试验是研究工程材料和结构疲劳累积损伤和疲劳寿命的重要手段。经典的疲劳累积损伤理论和疲劳断裂理论正是在大量的疲劳试验的基础上发展而来的。常用的疲劳加载试验装备主要包括脉动式疲劳试验机和电液伺服疲劳试验机。这些液压加载设备具备加载能力强，试验操作安全方便等优点，但是由于试件的材料和结构的疲劳损伤具有一定随机性，建立完善的疲劳累积损伤理论和疲劳断裂理论，测定S-N曲线需要大量的疲劳试验样本，得出其统计规律。而疲劳加载试验区别于静载破坏试验，需要对试件进行长时间的多次连续负载，材料和结构构件的疲劳试验周期长，成本高，工程和科研实践中大批量试件逐一开展疲劳试验研究难度较大。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对大批量试件进行疲劳试验存在周期长、成本高的问题，提供一种多点分载装置，能够实现大批量材料试件或中小型结构构件的同步疲劳试验，大大缩短了批量疲劳试验的周期，提高了疲劳试验的效率。

本发明采用如下技术方案实现：

多点分载装置，包括至少两级垂直于加载方向的分载结构，所述分载结构的顶面中心位置设置加载点，所述分载结构以加载点为对称中心对称设置至少两组分载点，第一级分载结构的加载点与疲劳载荷设备的加压端连接，分载点通过加压部件对下一级分载结构的加载点分配施压，最后一级分载结构的分载点通过加压部件对若干试件分配施压，所述试件按照最后一级分载结构的分载点位置一一对应固定。

进一步的，所述分载结构为对称结构，所述加载点位于对应分载结构的形心位置，所述分载点之间以加载点为对称中心对称均匀分布。

进一步的，所述分载结构为平直钢梁、圆形钢板、方形钢板、正多边形钢板中的至少一种。

进一步的，最后一级分载结构上设置三组分载点。

进一步的，所述试件统一布置在刚性底板上，所述刚性底板上固定设置若干约束试件在非加载方向变形的试件限位支架，所述试件嵌放于试件限位支架内。

进一步的，所述试件限位支架采用角钢一体焊接成试件的容纳槽，底部设置与刚性底板固定连接的连接孔位。

在本发明的多点分载装置中，所述加压部件为球头加压部件，所述球头加压部件包括固定设置在分载结构或疲劳载荷设备加压端上的球形铰支座或/和可拆卸连接在分载结构上的球头螺栓。

进一步的，所述球头螺栓对应的加载点设置与球头匹配的球头定位槽。