[实用新型]一种室内模型试验法向均布压力精确施加装置

说明书

本实用新型公开了一种室内模型试验法向均布压力精确施加装置，由配重、托盘、单作用油压缸、连通管、阀门、加载体及其排气阀、反力底板和顶板、伸缩杆及旋钮、固定底座等组成。本荷载施加装置主要用于结构模型试验，通过将配重块重量转化为中空薄膜结构内的油压来对测试结构施加法向均布压力，且消除液压油自身重量的影响，能够实现荷载大小精确控制及荷载量值不会时间波动。加载体表面光滑，可以消除加载体对模型结构表面的切向荷载影响，能实现严格意义上的法向加载。加载体与上部荷载反力架、下部荷载反力架共同组成自平衡结构，加载装置结构简单，加载方便，可解决某些结构模型试验中存在的荷载测试复杂、易波动的问题。

技术领域

本实用新型属于室内模型实验领域，尤其是涉及适用于室内结构模型试验对受测结构施加均布荷载精确控制领域。

背景技术

目前大跨度、大尺寸、新结构工程逐渐增多，很多大型结构的极限承载性能都需要借助小比例模型试验进行检验，根据模型试验结果来推算出全尺寸原型承载结构的极限承载力和变形特性。由于大型结构尺寸按比例缩小后，试验模型结构需要承受荷载值会缩小很多，因此，在小比例模型荷载试验过程中，需要对施加荷载进行更为精准的控制，以满足试验精度和可靠性的要求。

现阶段模型试验均布荷载施加方法主要有沙袋法、液压油压缸法、传统像胶囊加载法等，沙袋法施加均布荷载的主要特征是将沙子装在布袋里，试验时将布袋平铺在结构力学模型构件上，模拟表面的均布荷载，但该方法由于沙子本身受重力作用容易流动，随着时间作用均布荷载模拟易产生波动，而且沙子重力方向难以改变。液压油缸法施加均布荷载的主要特征是运用液压油缸对受荷载表面进行三角形、梯形的间隔集中加载来模拟均布荷载，但该方法由于需要多个加载器同时作用，导致荷载的均匀性比较难以控制。传统橡胶囊加载法的主要特征是通过对橡胶囊输入气压，通过橡胶囊的胎压增加实现对均布压力荷载的模拟，但该方法无法实现对均布压力荷载的时间线性变化的模拟，且模型结构实际承受的荷载值常受气压波动影响而随时间变化。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决当前室内结构模型试验中面临的均布荷载施加不均匀、不稳定、不精确的问题。

本实用新型是可通过以下所述技术方案来实现：

一种室内模型试验法向均布压力精确施加装置，由配重、托盘、单作用油压缸、连通管、阀门、加载体、反力底板和顶板、伸缩杆和旋钮、固定底座、排气阀等组成，其特征在于：单作用油压缸由缸盖、缸体、缸座、液压板、液压油、支撑杆组成，单作用油压缸的液压板上固定有支撑杆，支撑杆与托盘底部连接，配重置于托盘之上，单作用油压缸内液压油的油压由托盘上的配重块控制；单作用油压缸下部有连通管，连通管与加载体相连接，加载体放置于反力底板上，测试结构位于加载体上；反力顶板、左伸缩杆、右伸缩杆组成上部荷载反力架，与测试结构接触；反力底板下部与固定底座相连接，固定底座与反力底板组成下部荷载反力架，加载体与上部荷载反力架、下部荷载反力架共同组成自平衡结构。

加载体为柔性薄膜中空结构，右端连接排气阀，内部充满液压油，液压油与连通管连接，加载体外接连通管上设有阀门控制加载体液压油与单作用油压缸的连接，单作用油压缸下部外接连通管上设置有阀门来控制缸内液压油与连通管的连接。

加载体与反力底板单表面均为光滑状态，加载体对测试结构仅提供法向压力作用。反力顶板通过左伸缩杆和右伸缩杆与反力底板相连接，左伸缩杆和右伸缩杆可通过左旋钮和右旋钮来调节长度，以调节反力顶板和反力底板之间的间距。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：