[发明专利]沥青混凝土电磁式多轴疲劳试验机

摘要

本发明公开了一种沥青混凝土电磁式多轴疲劳试验机，包括机架上的沥青混凝土试件夹持机构和电磁加载机构，其中夹持机构可翻转地安装在机架上，包括用于夹持沥青混凝土试件的两端的第一试件夹和第二试件夹，其转轴垂直于沥青混凝土试件的轴向；电磁加载机构包括轴向加载装置、弯曲加载装置和扭转加载装置。本发明采用电磁原理加载，可根据试件实际的受力需要，选择不同的加载模式，进行试件的单轴或多轴疲劳试验。同时可根据沥青混凝土的特性和试验需求，控制实际试验温度。

主权项

一种沥青混凝土电磁式多轴疲劳试验机，包括沥青混凝土试件夹持机构、电磁加载机构和机架机构，其特征在于：所述机架机构包括试验机底座和安装于试验机底座上方的固定台座、活动台座、移动架、永磁体架，固定台座、活动台座分别设置在沥青混凝土试件的两端，移动架设置在沥青混凝土试件的两侧边；所述活动台座与试验机底座之间具有第一导轨，活动台座可沿第一导轨移动，并可通过螺栓与试验机底座固定；所述移动架与试验机底座之间具有第二导轨，移动架可沿第二导轨移动，并可通过固定锁与试验机底座固定；所述夹持机构可翻转地安装在固定台座和活动台座上，夹持机构包括用于夹持沥青混凝土试件两端的第一试件夹和第二试件夹，第一试件夹与第一摆动轴固接，第二试件夹与第二摆动轴固接，其转轴垂直于沥青混凝土试件的轴向；所述电磁加载机构包括轴向加载装置、弯曲加载装置和扭转加载装置；所述轴向加载装置包括第一永磁体、第二永磁体、第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一永磁体与第一电磁铁，以及第二永磁体与第二电磁铁之间所产生的磁力方向位于沥青混凝土试件的轴向上；所述弯曲加载装置包括第三电磁铁、第三永磁体，所述第三永磁体与第三电磁铁之间所产生的磁力方向与沥青混凝土试件的轴向正交；所述永磁体架设置在沥青混凝土试件的中间位置，永磁体架两端安装有第一永磁体和第二永磁体，永磁体架底端设有横梁，横梁通过滑动支座与永磁体架连接，第三永磁体安装在横梁底部；移动架底部安装第三电磁铁，移动架侧边安装有第一电磁铁和第二电磁铁，在移动架一侧的顶部安装温度计；所述扭转加载装置包括主动摆杆、第四电磁铁、第四永磁体、第五电磁铁和第五永磁体，以及从动摆杆和质量球；所述第四永磁体和第五永磁体安装于主动摆杆末端的两侧，并与第四永磁体和第五永磁体位于同一直线上，在固定台座背面设有电磁铁底座，第四电磁铁和第五电磁铁安装在电磁铁底座上；在固定台座背面同时还安装有第一红外触发器和第二红外触发器；所述第一摆动轴通过转动支座安装在固定台座上，第一试件夹通过第一摆动轴与主动摆杆固定连接；所述第二摆动轴通过另一转动支座安装在活动台座上，第二试件夹通过第二摆动轴与从动摆杆固定连接，所述从动摆杆与第二摆动轴连接中心处安装长度调节开关，所述质量球安装于从动摆杆的末端；该沥青混凝土电磁式多轴疲劳试验机的试验方法如下：1）试验前，需将移动架沿第二轨道移动至合适位置，最终通过固定锁将移动架与试验机底座固定，第一电磁铁和第二电磁铁通过控制电流的大小以及电流大小变化速度产生不同大小的磁力，分别对第一永磁体和第二永磁体形成脉冲式吸引力，由此使沥青混凝土试件产生轴向循环加载的效果；2）第三电磁铁通过控制电流大小以及电流大小变化速度产生不同大小的磁力，对第三永磁体形成变幅、变频的吸引力，并通过横梁和滑动支座将变幅、变频的吸引力传递至沥青混凝土试件，由此使沥青混凝土试件产生弯曲循环加载效果；3）第四电磁铁对第四永磁体产生排斥力，同时第五电磁铁对第五永磁体产生吸引力，主动摆杆向右摆动，带动第一、二试件夹夹住的沥青混凝土试件转动，当主动摆杆转动至第二红外触发器位置时，第二红外触发器工作，改变第四、第五电磁铁中的电流方向，第五电磁铁对第五永磁体产生排斥力，第四电磁铁对第四永磁体产生吸引力，主动摆杆开始向左摆动，带动第一、二试件夹夹住的沥青混凝土试件反方向转动；与此同时被动摆杆末端质量球的惯性力作用使沥青混凝土试件将产生扭转效应，通过长度调节开关可以调节被动摆杆的长度以调节扭矩的大小；同理，当主动摆杆转动至第一红外触发器位置时，运动方向又将改变，利用这种往复摆动的加载方式，进行沥青混凝土试件的扭转循环加载；当单独使用三种加载模式的某一种时即可达到单轴加载的模式；当两种以上模式组合使用时即可达到多轴加载模式。