CN117191425A - 适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，所述车辆移动荷载加载装置包括车道模型，所述车道模型上设置有用于对所述车道模型产生荷载的小车模型以及用于带动所述小车模型移动的牵引装置。本发明能够准确模拟真实的车辆荷载，通过在车身设置不同的荷载位置可以模拟真实车辆前轻后重的荷载分布，通过在小车不同的荷载位置控制铁片的数量可以控制荷载的大小。
Description
技术领域
本申请属于土木工程室内模型试验技术领域，具体涉及一种适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置。
背景技术
土木工程可以简单理解为是研究结构与荷载的学科，而室内模型试验是土木工程科学研究过程中必不可少的环节，因此，如何在模型试验中考虑荷载，也就是如何设计荷载加载装置是试验设计过程中至关重要的一环。
在土木工程中，荷载可分为静荷载和动荷载，车辆移动荷载是动荷载中常见的一类。目前，在室内模型试验中，基本是采用激振器来施加移动循环往复荷载，但采用激振器一来设备成本费用高昂，二来对车辆荷载的模拟不准确，且并不直观。
发明内容
本发明公开了一种适用于土木工程室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其解决了现有的模型试验中的移动荷载加载装置存在的设备成本高昂、荷载模拟不准确、车辆模拟直观性不强的问题，从而可以有效解决背景技术中涉及的至少一个技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，包括车道模型，所述车道模型上设置有用于对所述车道模型产生荷载的小车模型以及用于带动所述小车模型移动的牵引装置，其中：
所述小车模型包括数量为两根且间隔设置的长钢条以及安装固定于两根长钢条之间用于模拟车辆不同荷载位置的短钢条，所述短钢条上开设有通孔，所述通孔内安装固定有长螺钉，在所述长螺钉上放置有用于调整荷载大小的荷载铁片；
所述牵引装置包括固定架、传动带、同步惰轮以及滑动带，所述固定架通过老虎卡固定于所述车道模型的侧边，所述固定架上安装有电机，所述电机上安装有转轮，所述传动带一端设于所述转轮上，另一端与所述同步惰轮连接，所述同步惰轮通过固定杆与所述车道模型固定，所述滑动带一端设于所述同步惰轮上，另一端与所述小车模型连接。
作为本发明的一种优选改进，所述短钢条下方通过所述长螺钉固定有车轮。
作为本发明的一种优选改进，所述长钢条的两外侧通过螺丝安装固定有滑动带固定条，所述滑动带与所述滑动带固定条连接。
作为本发明的一种优选改进，所述小车模型还包括导向轮，所述导向轮设置在所述长钢条的端部以用于与所述车道模型的内壁贴合滚动。
作为本发明的一种优选改进，相邻所述短钢条两两设为一组，一组短钢条上设有四个长螺钉，所述荷载铁片四角开孔与四个所述长螺钉套牢安装。
作为本发明的一种优选改进，所述车道模型由顶部敞开的双腔模型箱组成。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在车身设置不同的荷载位置，可以模拟真实车辆前轻后重的荷载分布，并且通过在小车不同的荷载位置控制铁片的数量，可以控制荷载的大小；
2、利用牵引装置连接小车模型，实现小车随滑动带往复运动，从而可以模拟车辆的循环往复移动荷载；
3、本发明提供的车辆移动荷载加载装置设计简单，易于安装和使用，相对于常见的激振器加载装置，成本更低；
4、本发明提供的车辆移动荷载加载装置设计直观，能准确模拟真实的车辆荷载，并能调整车辆荷载大小及分布情况；
5、本发明提供的车辆移动荷载加载装置适用性强，不仅能模拟包括循环荷载在内的多种类车辆荷载情况，还能模拟不同车道数的情况。
附图说明
图1为小车模型未放置荷载铁片的结构示意图；
图2为小车模型放置了荷载铁片的结构示意图；
图3为小车模型的部分零件示意图；
图4为电机组装的结构示意图；
图5为电机组装各零件示意图；
图6为本发明的整体结构示意图；
图7为牵引装置的结构示意图；
图8为牵引装置与小车模型的连接示意图；
图9为模型试验示意图。
图中：1-小车模型，11-长钢条，12-短钢条，13-车轮，14-长螺钉，15-导向轮，16-滑动带固定条，17-荷载铁片，2-牵引装置，21-电机，22-转轮，23-固定架，24-老虎卡，25-传动带，26-滑动带，27-固定杆，28-同步惰轮，3-车道模型，4-模型箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1至图8所示，本实施例提出了一种适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，包括车道模型3，所述车道模型3上设置有用于对所述车道模型3产生荷载的小车模型1以及用于带动所述小车模型1移动的牵引装置2。
所述小车模型1的车身由长钢条11和短钢条12组成基本框架。具体的，所述长钢条11数量为两根且平行间隔设置，所述短钢条12安装固定在两根所述长钢条11之间，所述短钢条12和长钢条11上均匀开设有通孔，位于所述短钢条12两端的通孔内安装固定有长螺钉14，车轮13通过所述长螺钉14固定在所述短钢条12的下方。
在具体实施时，长钢条11、短钢条12和车轮13所开孔径大小应该一致，组装时将开孔对准并以螺丝固定。
所述长螺钉14上放置有荷载铁片17，需要进一步说明的是，所述长钢条11间安装固定有多根短钢条12，一根短钢条12上安装有两根长螺钉14，相邻的短钢条12两两为一组，即一组短钢条包括四根长螺钉，具体的，所述荷载铁片17四角开孔与四个所述长螺钉套牢安装在一组短钢条上。
在本实施例中，可以通过设置不同的荷载位置来模拟真实车辆的荷载分布情况，同时，可以通过放置不同数量的荷载铁片来模拟不同的车辆荷载大小。
所述小车模型1还包括导向轮15，所述导向轮15设置在车身侧面，在控制小车运动方向的同时也尽量减少小车与车道模型内壁的摩擦。
所述牵引装置2包括电机21、转轮22、固定架23、传动带25、滑动带26和同步惰轮28，所述转轮22安装于所述电机21上，所述电机21通过螺丝固定在所述固定架23上，所述固定架23通过老虎卡24固定于所述车道模型3的两侧，所述同步惰轮28通过固定杆27与所述车道模型3固定，所述传动带25一端设于所述转轮22上，另一端与所述同步惰轮28连接，所述滑动带26一端设于所述同步惰轮28上，另一端与所述小车模型1连接。
具体的，所述长钢条11的两外侧通过螺丝安装固定有滑动带固定条16，所述滑动带26与所述滑动带固定条16连接。
所述车道模型3由顶部敞开的双腔模型箱组成，在具体实施时，可以定制不同数量腔室的敞顶箱来模拟多车道情况。
如图9所示，将本发明提供的车辆移动荷载加载装置放置于模型箱4上进行试验，模型箱4中根据试验目的填土、打模拟桩或模拟地下空间。
当所述牵引装置2的电机21启动时，转轮22开始转动，传动带25也随转轮22运动，通过同步惰轮28带动滑动带26运动，滑动带26通过滑动带固定条16牵引小车模型1运动。
当小车模型1开始运动时，导向轮15与车道模型3内壁贴合滚动，保证小车模型1在平行于车道模型3的方向上移动。
本实施例中，可编制不同的程序来控制电机21，从而实现模拟不同车速、不同往复循环次数的车辆移动荷载。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在车身设置不同的荷载位置，可以模拟真实车辆前轻后重的荷载分布，并且通过在小车不同的荷载位置控制铁片的数量，可以控制荷载的大小；
2、利用牵引装置连接小车模型，实现小车随滑动带往复运动，从而可以模拟车辆的循环往复移动荷载；
3、本发明提供的车辆移动荷载加载装置设计简单，易于安装和使用，相对于常见的激振器加载装置，成本更低；
4、本发明提供的车辆移动荷载加载装置设计直观，能准确模拟真实的车辆荷载，并能调整车辆荷载大小及分布情况；
5、本发明提供的车辆移动荷载加载装置适用性强，不仅能模拟包括循环荷载在内的多种类车辆荷载情况，还能模拟不同车道数的情况。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (6)
1.一种适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，包括车道模型，所述车道模型上设置有用于对所述车道模型产生荷载的小车模型以及用于带动所述小车模型移动的牵引装置，其中：
所述小车模型包括数量为两根且间隔设置的长钢条以及安装固定于两根长钢条之间用于模拟车辆不同荷载位置的短钢条，所述短钢条上开设有通孔，所述通孔内安装固定有长螺钉，在所述长螺钉上放置有用于调整荷载大小的荷载铁片；
所述牵引装置包括固定架、传动带、同步惰轮以及滑动带，所述固定架通过老虎卡固定于所述车道模型的侧边，所述固定架上安装有电机，所述电机上安装有转轮，所述传动带一端设于所述转轮上，另一端与所述同步惰轮连接，所述同步惰轮通过固定杆与所述车道模型固定，所述滑动带一端设于所述同步惰轮上，另一端与所述小车模型连接。
2.根据权利要求1所述的适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，所述短钢条下方通过所述长螺钉固定有车轮。
3.根据权利要求1所述的适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，所述长钢条的两外侧通过螺丝安装固定有滑动带固定条，所述滑动带与所述滑动带固定条连接。
4.根据权利要求1所述的适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，所述小车模型还包括导向轮，所述导向轮设置在所述长钢条的端部以用于与所述车道模型的内壁贴合滚动。
5.根据权利要求1所述的适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，相邻所述短钢条两两设为一组，一组短钢条上设有四个长螺钉，所述荷载铁片四角开孔与四个所述长螺钉套牢安装。
6.根据权利要求1所述的适用于室内模型试验的车辆移动荷载加载装置，其特征在于，所述车道模型由顶部敞开的双腔模型箱组成。
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