[发明专利]一种对嵌入式压块进行拉剪组合加载的实验装置和方法

说明书

本发明提供了一种对嵌入式压块进行拉剪组合加载的实验装置和方法，属于夹具技术领域。该实验装置包括夹持固定座、加载组件、力传感器和传力组件；夹持固定座包括机架和高强度螺母；加载组件包括螺纹导杆和加载锤；传力组件包括传力垫板和导轨垫板。所述螺纹导杆用于施加横向载荷，并依次通过传力垫板、力传感器和导轨垫板传递给待测试件；加载锤通过与拉伸实验机连接为试件提供竖向载荷，并通过拉伸实验机获得载荷及位移数据。本发明能够测得嵌入式连接结构在拉剪耦合作用下的动态响应和破坏形式，加载方式容易实现、结构简单、便于操作，为工程设备中利用嵌入式连接的设备的性能测试提供了直观的实验方法和对应装置。

技术领域

本发明属于夹具技术领域，具体涉及一种能实现对嵌入式压块结构进行拉剪组合加载的实验装置和方法。本发明为工程施工设备中利用嵌入式连接的设备的性能测试和设计提供实验依据，这类设备包括风电桩单边吊具、双边吊具和荷兰IHC公司的ILT吊具等。

背景技术

海洋资源的开发和探测随着陆地石油资源的逐渐衰竭变得越来越急迫，海洋资源的开采不同于陆地，需要有相应的作业平台。对海洋平台或者海上风电的安装都需要相应的施工设备，其中对风电管桩导管架平台的吊运主要包括在管桩上焊接吊点或吊环以及利用专业吊具两种方式。焊接吊点需要在钢桩或隔水套管吊装后，施工人员乘吊笼到顶部拆卸卡环索具，由于此作业属于高空作业，易受海况条件限制，作业风险大，专业吊具则可以避免这些缺点。专业吊具主要是利用嵌入式连接来吊运管桩，连接强度直接影响设备的性能，而目前还没有专门用来测试这种嵌入式连接功能压块性能的实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现对嵌入式压块结构进行拉剪组合加载的实验装置和方法，为利用嵌入方式起连接作用的吊具的设计和性能测试提供实验数据，尤其是为起嵌入连接的功能压块结构的设计和测试提供实验依据。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种对嵌入式压块进行拉剪组合加载的实验装置，包括夹持固定座1、加载组件2、力传感器3和传力组件4。

所述夹持固定座1包括机架11和螺母12。其中，机架11由底板与顶板通过两侧竖板焊接形成，肋板焊接在两竖板外侧，同时与底板也焊接固定。左竖板的几何中心位置处开有圆形阶梯通孔，圆形阶梯通孔中位于左竖板内侧孔径大于外侧孔径，并在圆形阶梯通孔的内侧孔处焊接螺母12。所述底板和顶板上开有导轨槽，左传力垫板41、右传力垫板42和导轨垫板43在导轨槽中沿直线运动，避免因螺纹导杆的旋转使左传力垫板、右传力垫板和导轨垫板随螺纹导杆一起发生扭转。

所述加载组件2包括螺纹导杆21和加载锤22。其中，螺纹导杆21包括螺纹杆211和加载杠杆212；螺纹杆211穿过机架11左竖板上的圆形阶梯通孔与螺母12螺纹连接，通过旋转螺纹导杆21的加载杠杆212来实现横向加载和卸载。加载锤22包括锤头和传力杆，二者通过焊接固定，并在锤头和传力杆的连接处焊接肋板；所述锤头与试验机连接，传力杆下部开有用于固定试样5的槽孔，槽孔深度略小于试样5厚度。

所述传力组件4包括左传力垫板41、右传力垫板42和导轨垫板43。左传力垫板41一侧通过其上设有的凹槽与螺纹杆211连接，另一侧通过其上设有的连接螺孔与螺栓配合连接力传感器3。右传力垫板42一侧通过其上设有的凹槽与力传感器3连接，另一侧通过其上设有的矩形槽与导轨垫板43连接。导轨垫板43的右侧设有为加载锤22提供运动轨道的滑槽，加载锤22通过顶板上的加载窗口插入导轨垫板43的滑槽中，实现竖向加载。

一种上述的对嵌入式压块进行拉剪组合加载的实验装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤A：将各部分组件按顺序组装在一起：先将螺纹导杆21的螺纹杆211通过机架11左竖板的圆形阶梯通孔插入螺母12中，旋转加载杠杆212使螺纹杆211沿轴向运动一定距离；将力传感器3和左传力垫板41通过螺栓连接，再将力传感器3、右传力垫板42和导轨垫板43按各自之间的凹槽或固定槽连接在一起，为防止力传感器和传力组件各部分松开，用绑定工具如细绳、铁丝暂时将其绑定在一起；