CN111829763B - 包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包容式节点的电动弹簧疲劳加载测试装置，由反力框架，横梁，电动加载装置，弹簧组合等组成，由电动推杆对焊接在横梁上的上被测件—新型包容式节点经弹簧组合加载，电动推杆加载相较于液压加载方式，结构更为简单，质量较轻，无油液泄露，便于控制，更为灵敏等优点；弹簧组合可以较为方便的提供动态载荷，进行疲劳载荷的模拟，从而对节点进行疲劳加载试验。本发明能很好的模拟类似于包容式节点的疲劳受力特点，并且结构紧凑、安装方便、成本低和质量轻。

Description

包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置

技术领域

本发明属于起重机械，港口机械，海工装备与工程机械设备领域，具体涉及一种包容式节点的疲劳测试装置。

背景技术

桁架结构由于具有结构简单、承载能力强、加工方便、自重轻等特点，在工程中得到了广泛的运用，尤其在起重机械和工程机械领域。从目前的工程实践来看，桁架结构的损坏或失效主要是由于桁架节点出现问题所导致的，因此桁架结构的节点对整个桁架结构的承载力和寿命起到了至关重要的作用。传统的桁架节点一般采用圆管相贯节点、节点板节点等，这些节点形式简单，易于加工，但往往存在以下几个主要问题：

(1)受限于节点的体积，同一节点上能够连接的腹杆数量有限，对于某些需要多根腹杆相交的桁架结构形式，常规的节点无法满足要求；

(2)传统的相贯焊节点，相贯线长度主要取决于腹杆截面尺寸，相贯线焊缝长度无法增长，这大大制约的节点的承载能力，最终导致整机工作能力受限；

(3)节点处的Z向受力严重，往往需要采用Z向板，增加了成本。

鉴于现在桁架节点的不足，设计开发了一款新型包容式节点，该节点外形为鼓包状，结构形式新颖，包容式节点有以下优点：

(1)该节点由于是鼓包状的，所以能够用于焊接腹杆的区域大大增加，且在使用相同截面尺寸的腹杆时，相贯线的长度更长，这就增加了节点的承载能力，提高了桁架结构的安全性；

(2)该节点形状为鼓包状，所以具有一个内空腔，可以将腹杆***空腔中再与节点相贯焊接，消除了节点的Z向受力；

(3)该节点单独加工后再焊接到弦杆上，一方面可以单独保证节点本身的加工质量，另一方面无需对弦杆进行破坏。

在推广包容式节点的实际工程应用之前，需要对新设计的包容式节点进行疲劳应力相关的测试，故需要开发一个实验测试台用于对新型包容式节点进行动载疲劳实验。

发明内容

本发明的目的在于设计一种结构简单，加工方便，成本低，控制方便的包容式节点疲劳测试实验台。该试验台能够满足对包容式节点疲劳应力加载试验，并且质量较轻，安装方便，便于调试。

为了解决现有技术存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置，包括：

反力框架、包容式节点、弹簧组件和电动推杆，所述反力框架上方设置有斜支梁，所述电动推杆通过螺栓连接于所述斜支梁，所述包容式节点的两端固定于所述反力框架上，所述电动推杆通过所述弹簧组件与所述包容式节点连接以提供动态载荷。

在其中一个实施例中，所述包容式节点包括横梁、鼓包状的曲板和腹杆，所述腹杆焊接在所述曲板上，所述曲板焊接在所述横梁上，所述横梁的两端通过螺栓连接于所述反力框架的两侧。

在其中一个实施例中，所述反力框架为单榀桁架结构。

在其中一个实施例中，所述反力框架包括两个相对的立柱和盖板，两个相对的所述立柱通过所述盖板连接，所述斜支梁的一端与所述立柱连接，所述斜支梁的另一端与所述盖板连接。

在其中一个实施例中，所述弹簧组件包括第一压板、第二压板、弹簧和导向杆，所述导向杆的一端与所述第一压板固定连接，所述导向杆的另一端穿设于所述第二压板且通过螺母锁紧，所述弹簧套置于位于所述第一压板和所述第二压板之间的所述导向杆上，所述电动推杆与所述第二压板连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明结构简单，采用轻量化材料，重量轻，加工方便，成本低。

(2)本发明动力源为电动推杆，控制方便，便于调试和维护。

(3)本发明在加载源和包容式节点间采用弹簧组件连接，包容式节点所受载荷与弹簧变形量有关，能够提供动态载荷，方便对疲劳载荷的模拟。

附图说明

图1是本发明包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置的结构总图；

图2是本发明弹簧组合的结构示意图；

图3是本发明包容式节点的结构示意图。

附图标号说明：

包容式节点-1，

反力框架-2，

弹簧组件-3，

电动推杆-4，

第一压板-5，

第二压板-6，

弹簧-7，

导向杆-8，

横梁-9，

鼓包状的曲板-10，

腹杆-11。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，一种包容式节点的电动弹簧7疲劳测试装置，包括：反力框架2、包容式节点1、弹簧组件3和电动推杆4，所述反力框架2上方设置有斜支梁，所述电动推杆4通过螺栓连接于所述斜支梁，所述包容式节点1的两端固定于所述反力框架2上，所述电动推杆4通过所述弹簧组件3与所述包容式节点1连接以提供动态载荷。所述反力框架2设计为单榀桁架结构，该结构为内力结构，力流在框架内部循环，可保证整个实验台对外无作用力，可更为方便的安装及放置，对实验环境要求较小。

请参阅图3，在其中一个实施例中，所述包容式节点1包括横梁9、鼓包状的曲板10和腹杆11，所述腹杆11焊接在鼓包状的曲板10上，鼓包状的曲板10焊接在所述横梁9上，所述横梁9的两端通过螺栓连接于所述反力框架2的两侧。

在其中一个实施例中，所述反力框架2包括两个相对的立柱和盖板，两个相对的所述立柱通过所述盖板连接，所述斜支梁的一端与所述立柱连接，所述斜支梁的另一端与所述盖板连接。

请参阅图2，在其中一个实施例中，所述弹簧组件3包括第一压板5、第二压板6、弹簧7和导向杆8，所述导向杆8的一端与所述第一压板5固定连接，所述导向杆8的另一端穿设于所述第二压板6且通过螺母锁紧，所述弹簧7套置于位于所述第一压板5和所述第二压板6之间的所述导向杆8上，所述电动推杆4与所述第二压板6连接，所述第二压板6可沿导向杆8的方向逐渐靠近或远离所述第一压板5运动，所述第一压板5与所述腹杆11连接。例如，所述导向杆8为螺栓，所述导向杆8依次穿设于所述第一压板5和所述第二压板6，且通过螺母锁紧，位于所述第一压板5和所述第二压板6之间的螺栓套有弹簧7。通过在所述弹簧组件3中设置导向杆8，使得弹簧7组合做往复运动时弹簧7不会脱落，保证实验稳定性。同时使得弹簧7反作用力沿腹杆11方向。所述弹簧组件3中的弹簧7遵守胡克定律，弹簧组件3对横梁9的反作用力与弹簧7的变形量有关，故在一个瞬态能够提供动态的载荷，能够较好的模拟包容式节点1疲劳时的载荷情况。

所述电动推杆44通过螺栓与弹簧组件3一端相连，例如，弹簧组件3另一端与腹杆11通过螺栓固定连接，电动推杆4和弹簧组件3用于对包容式节点1上的横梁9提供动态载荷，可以很好的模拟包容式节点的疲劳受力情况。

本发明采用电动推杆4作为动力源为包容式节点加载。

实施例1：

如图1-图3所示，本发明由反力框架2，横梁9，弹簧组件3，电动推杆4组成。将圆管焊接到冲压好的鼓包状的曲板10上，然后将焊接后的产物焊接到横梁9上，横梁9通过螺栓与反力框架21连接；将电动推杆4的尾端与反力框架2用螺栓连接，电动推杆4的推杆端用螺栓与弹簧组件3相连，弹簧组件3的另一端通过螺栓与包容式节点1上焊接的腹杆11相连。使用时，用嵌入式制器与电动推杆4相连，根据实验需要的频率控制电动推杆4运动，带动弹簧组件3中的弹簧7沿着导向杆8发生变形，对包容式节点1施加实验需要的载荷，从而在包容式节点1上模拟出疲劳受力情况。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置，其特征在于，包括：反力框架、包容式节点、弹簧组件和电动推杆，所述反力框架上方设置有斜支梁，所述电动推杆通过螺栓连接于所述斜支梁，所述包容式节点的两端固定于所述反力框架上，所述电动推杆通过所述弹簧组件与所述包容式节点连接以提供动态载荷；

所述包容式节点包括横梁、鼓包状的曲板和腹杆，所述腹杆焊接在所述曲板上，所述曲板焊接在所述横梁上，所述横梁的两端通过螺栓连接于所述反力框架的两侧；

所述弹簧组件包括第一压板、第二压板、弹簧和导向杆，所述导向杆的一端与所述第一压板固定连接，所述导向杆的另一端穿设于所述第二压板且通过螺母锁紧，所述弹簧套置于位于所述第一压板和所述第二压板之间的所述导向杆上，所述电动推杆与所述第二压板连接。

2.根据权利要求1所述的包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置，其特征在于，所述反力框架为单榀桁架结构。

3.根据权利要求2所述的包容式节点的电动弹簧疲劳测试装置，其特征在于，所述反力框架包括两个相对的立柱和盖板，两个相对的所述立柱通过所述盖板连接，所述斜支梁的一端与所述立柱连接，所述斜支梁的另一端与所述盖板连接。

Images