CN212363899U - 一种多功能压剪试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能压剪试验机，包括竖直加载部分、侧向支撑部分和功能扩展装置；所述竖直加载部分包括立柱、竖向加载作动器、上加载平台、试件、下加载平台、加载底座和水平作动器；所述侧向支撑部分包括侧向三角撑，侧向三角撑为两侧布置或单侧布置，所述加载底座的一侧附加有实现卧式拉力试验机功能的功能扩展装置。本实用新型既可以做压剪试验，也可以作为卧式拉力试验机使用。垂直方向通过四根立柱进行大吨位竖向加载，侧面设置三角撑，并采用力传感器与竖向加载框架连成整体，通过一系列的计算，可以用于试件的“无摩擦”加载。

Description

一种多功能压剪试验机

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，主要针对结构消能、减震、隔震装置以及各类结构构件的综合试验***。

背景技术

目前，常规的压剪机体积较大，功能单一，无法进行精确的压剪试验。为满足消能减震隔震的高速发展和大规模应用，实验设备必须适用于各种不同尺寸、不同吨位、不同类型的消能减震产品。同时也需要减小压剪机本身的体积、重量，以减小建造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有压剪机结构复杂，提供一种多功能压剪试验机。

本实用新型采用的技术方案为：一种多功能压剪试验机，包括竖直加载部分、侧向支撑部分和功能扩展装置；

所述竖直加载部分包括立柱、竖向加载作动器、上加载平台、试件、下加载平台、加载底座和水平作动器；所述立柱的顶端或底端设置有可施加竖向力的竖向加载作动器，立柱的上部安装有上加载平台，上加载平台下方为所述试件的加载空间，试件下方为下加载平台，下加载平台在底部安装有滑块，并通过滑轨安装在加载底座之上；下加载平台由水平作动器推动，水平作动器固定于所述加载底座上面；所述立柱的中下部安装有传感器，该传感器可以测量作用于立柱上的轴力、弯矩和剪力，通过该传感器可以精确计算竖直框架的水平支撑力。

为平衡水平力，整个装置设有侧向支撑部分，所述侧向支撑部分包括侧向三角撑，侧向三角撑为两侧布置或单侧布置，侧向三角撑通过水平力测量传感器与竖直加载部分相连，或者直接与竖直加载部分的加载底座相连；

所述加载底座的一侧附加有实现卧式拉力试验机功能的功能扩展装置，所述水平作动器为双出杆作动器，其一头连接着下加载平台，另一头装有一部液压平板夹头，并安装于侧向三角撑之上，侧向三角撑通过对其底部进行扩展，增加扩展钢梁。

作为优选，所述竖向加载作动器采用穿心构造直接固定于立柱之上，或者是安装于立柱的侧边，此时作动器可以采用实心作动器。

作为优选，所述加载底座的主体形状采用工字型构造，上下为厚钢板，中间为放射状肋条构造。

作为优选，所述液压平板夹头由外动液压油缸、夹块、活塞构成，在夹紧试件的过程中，不在试件上产生水平方向上的推力或拉力。

作为优选，所述水平力测量传感器和传感器为具有自校准功能的高精度力传感器。

试验机工作原理

(1)压剪试验机的工作原理

所谓压剪试验，就是在试件承受竖向荷载的同时对其施加水平荷载，从而测试其两种荷载作用下的荷载-位移曲线以及破坏形态，进行分析其力学性能。为满足这一试验条件，通常的做法是将试件放置于加载平台之间，通过加载平台施加竖向力，再推动上加载平台或下加载平台，对试件进行水平加载。由于竖向荷载的存在，在推动水平加载平台时，不可避免地会产生摩擦力，从而影响水平力加载的精度。如图1为传统压剪试验机加载原理图。图中包括部件为上底座1-1、竖向作动器1-2、上加载平台1-3、立柱 1-4、水平作动器1-5、下加载平台1-6、水平滑轨1-7、水平滑块1-8、下底座1-9、侧向支撑1-10、竖向滑块1-11、竖向滑轨1-12和试件1-13。

作用于试件上的竖向力，可以通过各类传感器直接获取；而由于摩擦力的存在，水平力传感器一般集成于水平作动器之上，水平作动器上的力包括了作用于试件上的水平力和摩擦力，真实作用于试件上的力无法获取。为了解决这一问题，目前比较理想的构造方式如图2所示。

如图2所示的理想型压剪试验机，包括上加载平台2-1、力传感器2-2、水平作动器2-3、滑轨2-4、滑块2-5、底座2-6、下加载平台2-7、竖向作动器2-8和试件2-9。与传统的压剪试验机相比，少了上加载座，上加载平台、下底座通过4根连杆铰接，为了能够竖向加载，4根连杆通常为4台上下均为球铰的作动器。作动器拉伸上加载平台，从而实现了试件的竖向加载。

上加载平台与水平反力基础之间采用连杆相连，连杆上安装力传感器，在对试件进行水平加载时，此传感器上的力包含了试件上的水平力反力和竖向加载部分可能造成的微小水平力。由于竖向加载部分采用铰接，对于水平方向的力影响较小，因而此加载方式基本上是理想的压剪加载方案，即理想中的“无摩擦压剪试验方案”。

理想型压剪加载方案的核心是：通过测量水平加载时上加载平台与反力基础之间的反力从而反映出作用于试件上的水平力。此加载方案要求上加载平台与下底座之间必需采用上下铰接的连接方式，为实现竖向加载，竖向作动器必须安装于上加载平台与下底座之间，且采用拉伸上加载平台的方式对试件进行加载。

此理想方案中，竖向作动器通过拉伸实现竖向加载，作动器拉伸的作用效率一般较低。为了提高竖向加载的极限，作动器的尺寸必须加大，大吨位作动器存在制造加工困难、自重较大等问题，使得3000-4000吨以上的竖向加载很难采用此方案；除此之外，由于竖向作动器的安装位置，将对试验机的试验空间造成较大的侵占。高度较低的试件无法直接加载，并且限制了试件的平面尺寸；最后，虽然理论上作动器上下的铰，使得整体装置不会产生水平力，但由于铰必须受较大的拉力，铰本身的尺寸较大、重量重，其自身的摩擦力也不小，因而使得竖向加载部分对于水平力的影响也无法评估。

(2)本实用新型压剪试验机的工作原理

为了实现大吨位竖向加载，竖向加载方式不能按照图2所示方案。本实用新型竖向加载作动器，可以安装于上加载平台之上，上加载平台与下加载底座之间采用大直径钢立柱连接。此种方案中，竖向加载部分实际上是一个框架，四根立柱与上加载平台、下加载底座之间，由理想中的铰接方案变成了刚性连接方案。

由于压剪试验机在竖向加载时，上加载平台不可避免地会上下移动，因此，上部的传感器与三角撑不能采用固定连接。通常做法是，传感器上安装有滑块，三角撑上安装有滑轨，以保证整个上加载平台能够自由上下滑动的同时，不影响水平力的传递。

本方案中的竖向加载方案较之理想型方案，势必会因竖直加载部分而产生更大的水平刚度，但是“无摩擦压剪试验”的本质，是使得作用于试件上的水平力(即剪切力) 能够被精确测量，其测量原理如图4所示。

如图4所示，将竖向加载部分独立出来，侧向支撑部分与竖向加载部分在传感器处断开，则整个***的水平力可以简化为传感器上的力与作动器所构成的平衡体系，则水平力可以如下式表达：

F_Acutator＝F_Lu+F_Ld+F_Ru+F_Rd

式中，

F_Acutator——作动器装有力传感器，精确测量输出力的大小；

F_Lu、F_Ld、F_Ru、F_Rd——左上、左下、右上、右下水平力测量传感器读数。

如图5所示，对于试件而言，其上部受到竖向框架的水平支撑，试件的水平力均来自于上加载平台，下部受到下加载平台的支撑，加载平台除了受到作动器的作用外，还受到下部滑轨的摩擦力作用。对于试件与下加载平台而言，其水平力平衡方程如下式所示：

F_Acutator＝F_Specimen+f_d

式中，

F_Specimen——试件受到的水平力，“无摩擦”的关键；

f_d——下加载平台与加载底座之间的摩擦力。

如图6所示，竖向加载框架一方面受到由传感器传递过来的力，另一方面受到由试件和加载底座传递过来的力的作用，由此构成的水平力平衡方程如下式如示：

F_Lu+F_Ld+F_Ru+F_Rd＝F_Specimen+f_d

如图4-图6所示，“无摩擦”压剪试验的关键是如何获取真实作用在试件上的水平力F_Specimen。在测试的过程中，试验力F_Lu、F_Ld、F_Ru、F_Rd和F_Acutator，均可以通过传感器精确地实时读取，但f_d则无法直接获得，使得试件上的水平力无法计算。对此，有两种处理方式：

1)忽略竖向加载框架的水平变形影响，并粗略估算摩擦力

对于竖向加载框架来说，在水平作动器巨大的水平力作用下，框架不可避免地产生水平变形，并承受部分水平力。这部分力很小，但若框架水平变形增大，则相应的竖向加载框架所提供的反力则越大。

以本实用新型所述的大吨位压剪试验机的工作区间进行评估，其在极限水平力的作用下，竖向加载框架结构的水平变形不会超过加载点高度的3/1000，而受其影响，框架的水平反力不会超过水平作动器总出力的5％。根据这些数据，在可接受的范围内，完全忽略竖向加载框架的对于水平力的影响。

除此之外，由于下加载平台与加载底座之间为完全的摩擦力，且由于底部的传感器与滑轨距离较近，则可粗略地估算出摩擦力：

f_d＝F_Rd+F_Ld

从而得到试件上的力：

F_Specimen＝F_Lu+F_Ru

2)采用传感器测确测得框架水平反力

本实用新型在四根立柱上布置有传感器，该传感器的内部构造如图7所示。传感器主要由应变传感器3-1和保护壳3-2构成，应变传感器主要用于测试立柱在水平两侧的竖向应变，通过数据电缆和采集设备将应变数据采集到计算机，最后再通过计算机处理成立柱在水平方向上的受到的力。

如图8所示，在水平作动器的作用下，传递到立柱上时，表现为立柱上下的剪力对P_n和柱体的弯矩。立柱在上下加载平台之间，没有受到外力作用，因此立柱上的剪力不变，而弯矩则是线性变化的，在上部应变测点处的弯矩为M_u，下部应变测点处的弯矩为 M_d，上部测点与下部测点之间的间距为l。

立柱上的应变与弯矩和剪力之间的关系，如下式所示：

EW((ε_u1-ε_d1)-(ε_u2-ε_d2))/2＝M_u-M_d＝P_n×l

式中，

P_n——四根立柱中，第n根立柱所受到的水平剪力，n＝1，2，3，4；

ε_u1、ε_u2、ε_d1、ε_d2——立柱上应变传感器测量的应变；

E——制作立柱材料的弹性模量，通常为钢材(200GPa)；

W——立柱的净截面模量(根据立柱的截面形状计算得到)；

l——立柱上部应变传感器与下部应变传感器之间的距离。

则立柱的所受到的水平剪力可以用下式计算得到：

P_n＝EW((ε_u1-ε_d1)-(ε_u2-ε_d2))/(2l)

对于上半部分竖直框架，其受力示意如图9所示，试件上传递过来的水平力通过上加载平台传递到左、右立柱之上，与下半部分框架传递过来的剪力构成了一个平衡体系。

上半部分竖直框架的平衡方程如下式所示：

F_Specimen＝F_Lu+F_Ru+P_L+P_R

式中，

P_L，P_R——示意图9中，左侧立柱、右侧立柱受到的水平剪力；

对于下半部分竖直框架，其受力示意如图10所示，试件上传递过来的水平摩擦力通过下底座传递到下部的传感器之上，并与上半部分框架传递过来的剪力构成了一个平衡体系。

下半部分竖直框架的平衡方程如下式所示：

f_d＝F_Rd+F_Ld–(P_L+P_R)

本实用新型的有益效果：

1)四立柱大吨位直接加载方式

本实用新型竖向加载作动器直接安装于立柱的上端，通过对上加载平台施加力的作用。竖向加载作动器不仅可以安装于上加载平台，也可以安装于下部加载底座之下，并通过立柱对试件进行加载。这种作动器安装方式，可以进一步地降低试验机的地坪露出高度，从而降低了试验机高度，使得试验机在狭小空间中也能够使用。若作动器安装于下部加载底座之下，将给作动器的维护带来一定的困难。

当采用穿心作动器作为竖向加载作动器时，作动器可以直接安装于立柱之上，不侵占试件的安装空间。当需要进行更大吨位的竖向加载能力时，除需要增大立柱的尺寸外，还需要增大穿心作动器的尺寸。除了采用增大穿心作动器的尺寸外，也可采用多台作动器并行安装的方式进行加载，此时作动器的类型可不受限于穿心作动器，也可以是实心杆作动器。典型的双作动器安装方式如图11所示。两台竖向加载作动器2底部与上加载平台3连接固定，上部与立柱1之间通过卡销16连接，从而使用作动器的推力可以施加到试件之上。

由图11的安装示意可以发现，竖向作动器的安装数量可以根据需要，在单根立柱上的可以是3台、4台或是更多作动器，只需要作动器围绕立柱布置即可。

2)侧向三角撑布置形式

侧向三角撑主要给试验机提供水平支撑，通常采用三段钢梁焊接成三角形，构成稳定构造，根据需要其三角形中部也可另外再设一些支撑构件。如图12所示的，总体而言，三角撑既可以对称布置于竖向加载两侧，也可以仅布置单侧。当压剪机需要进行水平动态试验时，要求机器具有较高的水平刚度，此时建议配置左右对称三角撑，以保证压剪试验机具有较好的对称水平刚度；当压剪机只需要进行静态压剪试验时，可只保留右侧的，用于安装水平作动器的三角撑即可。

同样，如果不需要对试验机具备自校准功能，如图12下部2个图所示，底部的力传感同样可以取消，三角撑的底部直接与加载底座相连。需要说明的是，为了保证竖向框架在向下移动时，上部水平力测量传感器9能随之移动，水平力测量传感器9上安装有滑块17，而对应的三角撑部分则安装有滑轨18，如图13所示，从而保证整个体系能顺利滑动。

3)精确的力测量与控制

本实用新型采用了大量的传感器，如果仅仅只为测量试件上的力，各类传感器的数量可以减少一半以上。本实用新型所采用的各类力传感器，以及作动器上的力传感器和竖直框架与侧向支撑之间连接采用的力传感器，均采用高精度力传感器。

除了通过力传感器直接获取力值之外，如上文所述，为了测量竖直框架的水平支撑反力，本实用新型大量采用了应变传感器，并通过计算分析的方式获取到竖直框架的水平力。

一般而言，应变传感器的精度可以达到1με，但这不是框架水平力的决定因素。除此之外，还与立柱的尺寸相关。根据立柱所应承受的竖向力大小，其尺寸可以达到 300mm以上，立柱直径越大，最终计算得到的水平力精度越低。在立柱尺寸一定的情况下，为了水平力提高精度，可以通过加大上下应变传感器间距，以提高精度。一般情况下，上下应变传感器间距可以达到1000mm以上，从而使得水平力的测量精度达到±1kN 以下，由于试件上水平加载力则可达到4000kN以上，整体框架水平力的精度极高。

综上所述，通过一系列的保证措施，可以使得本试验机的测力精度受限主要受限于采用的各类力传感器，从而使得本试验机的力精度达到0.10％FS或更高精度。

根据前文所述，由于本实用新型所涉及的试验机可以精确地获取试件上的力，可以以试件上的力作为控制参数，以力控制对试件进行水平加载成为可能。此外，在进行竖向加载时，可以通过单独控制四台作动器的力与位移，实现对于试件的复杂加载方式，具体包括：轴心加载、偏心加载和复杂弯矩加载等。此外，由于采用电液伺服的方式对作动器控制，使得作动器在加载过程中，可以对于力进行动态调整，并可与水平作动器的力与位移形成联动，从而进一步扩展试件上的各种加载方式。

4)试验机的自校准功能

所谓的自校准，即通过自身的各类传感器对于试件上的力进行互相校核的方法。具体实现步骤如下：

在本实用新型所涉及的压剪试验机在试件位置，以具备一定刚度，形状与一般加载试件相似的金属件代替。该金属件只起到连接上下加载平台，并传递力的功能，本身不具备校准功能。

金属件安装完成后，采用水平作动器对其进行分级加载，竖向作动器保持恒定，不施加竖向力。由于没有竖向力，压剪试验机中的水平摩擦力为0，即f_d＝0。

金属件上的水平力全部直接传递给上加载平台，不存在摩擦力，根据本压剪试验机的基本原理公式：

f_d＝F_Rd+F_Ld–(P_L+P_R)＝0

F_Specimen＝P_L+P_R+F_Lu+F_Ru

F_Acutator＝F_Lu+F_Ld+F_Ru+F_Rd

在自校准时，试件上的力并不是主要考虑因素，在此不再考虑。由上式得到：

F_Rd+F_Ld＝P_L+P_R

由此，可以将框架水平力与水平力传感器进行对比校准。同时，作动器上的力可以与传感器上的四个力进行相互校准。

5)无纵向力液压夹头

如图14所示，当需要夹紧时，注油口(上)4-1降压，注油口(下)4-2升压，中间活塞杆4-3与作动器相连，固定不动，外部液压油缸4-4在压力差的作用下发生了向下移动，带动了夹块4-5向中间挤紧，从而实现了试件的夹持。由于夹紧的过程中，夹块与活塞杆在竖直方向上均未产生移动，从而保证了试件不会被竖向挤压，产生变形，因此称为无纵向力液压夹头。

此液压夹头在松开时，只需要在注油口(上)升压，在注油口(下)降压，即可实现外部液压油缸向上移动，从而松开试件。此一过程中，由于夹块不产生竖向移动，同样不会对于试件产生竖向力。

附图说明

图1为传统压剪试验机加载原理图；

图2为理想型压剪试验机构造原理图；

图3为本实用新型多功能压剪试验机构造示意图；

图4为本实用新型多功能压剪试验机构造原理图；

图5为本实用新型竖向加载框架受力示意图一；

图6为本实用新型竖向加载框架受力示意图二；

图7为本实用新型四根立柱上的传感器构造图；

图8为本实用新型传感器的工作原理图；

图9为本实用新型上半部分竖直框架水平力关系图；

图10为本实用新型下半部分竖直框架水平力关系图；

图11为本实用新型竖向单立柱双作动器示意图；

图12为本实用新型单侧三角撑与双侧三角撑布置示意图；

图13为本实用新型上部传感器与三角撑的连接方式示意图；

图14为本实用新型无纵向力液压夹头的基本构造图；

图15为本实用新型上加载平台示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图3所示，一种多功能压剪试验机，包括竖直加载部分14、侧向支撑部分15和功能扩展装置11；

所述竖直加载部分14包括立柱1、竖向加载作动器2、上加载平台3、试件4、下加载平台5、加载底座6和水平作动器7；所述立柱1的顶端或底端设置有可施加竖向力的竖向加载作动器2，立柱1的上部安装有上加载平台3，上加载平台3下方为所述试件4的加载空间，试件4下方为下加载平台5，下加载平台5在底部安装有滑块，并通过滑轨安装在加载底座6之上；下加载平台5由水平作动器7推动，水平作动器7固定于所述加载底座6上面；所述立柱1的中下部安装有传感器10，该传感器10可以测量作用于立柱1上的轴力、弯矩和剪力，通过该传感器10可以精确计算竖直框架的水平支撑力。

为平衡水平力，整个装置设有侧向支撑部分，所述侧向支撑部分15包括侧向三角撑8，侧向三角撑8为两侧布置或单侧布置，侧向三角撑8通过水平力测量传感器9与竖直加载部分14相连，或者直接与竖直加载部分14的加载底座6相连；

所述加载底座6的一侧附加有实现卧式拉力试验机功能的功能扩展装置11，所述水平作动器7为双出杆作动器，其一头连接着下加载平台5，另一头装有一部液压平板夹头13，并安装于侧向三角撑8之上，侧向三角撑8通过对其底部进行扩展，增加扩展钢梁12。

所述竖向加载作动器2采用穿心构造直接固定于立柱1之上，或者是安装于立柱1的侧边，此时作动器可以采用实心作动器。所述加载底座6的主体形状采用工字型构造，上下为厚钢板，中间为放射状肋条构造。所述液压平板夹头13由外动液压油缸、夹块、活塞构成，在夹紧试件的过程中，不在试件上产生水平方向上的推力或拉力。

本实用新型较适合用于大吨位的压剪试验机，以下结合实例对进行说明：

(1)压剪试验***的基本构成

整个压剪试验***的主要构成由试验机主体、蓄能器、油源和控制器组成。其中，蓄能器和油源是较为成熟的工业组件，为压剪试验机提供动力，根据需要进行配置。由于这两部分不是本文所述的重点，此处不再详细赘述。

控制器主要采集试验机主体部分的关键数据，并控制其水平作动器和竖向作动器对试件进行加载，加载方式既可以是力控制加载或位移控制加载，也可以是两者相互切换的混合加载。本例的压剪试验机主要试验对象之一为橡胶隔震支座。通常橡胶隔震支座根据尺寸的不同，竖向荷载加载荷载由数百吨至3000余吨不等，水平荷载通常为竖向荷载的10～20％之间，由几十吨至数百吨不等。通常，由于水平加载中存在摩擦力，作动器的上实际的出力通常大于橡胶隔震支座上所受到的水平力。在本例中，控制器需要首先要控制竖向作动器，对橡胶支座施加竖向荷载达到加载值，然后通过控制水平作动器，对橡胶支座施加水平往复荷载，并记录相应的力和位移数据。

本实用新型所述的压剪试验机主要指的是压剪试验***中的主体部分。

(2)静态压剪试验机的应用实例

本实例的主要技术指标：

1)竖向加载最大3000吨；

2)水平静载最大600吨；

3)加载空间：2000mm×2000mm×1500mm；

本例为静态压剪试验机，由于对水平作动器的加载速度未做太高要求，因此仅配置有油源，未配置蓄能器组件。本例中的油源为300L/min，28MPa恒压油源。

本例的详细三维模型，其中四根立柱为直径200mm长度8000mm的圆钢柱；上加载平台总高1000mm，长宽均为4500mm，整体浇筑而成，上下板厚40mm，如图15所示，中间布置有放射状肋板，并有圆形加劲肋条，四角布置有穿孔，用于安装立柱与作动器；下加载底座与上加载平台构造类似，平台总厚同样为1000mm，长宽均为4500mm，通过工艺孔整体浇筑而成。在其上表面安装有滑轨和滑块，用于安装下加载平台；下加载平台主要用于安装试件，平台高800mm，长宽均为2200mm，下部装有滑轨，并与下加载底座相连。

由于本例为静态压剪试验机，对于加载速度要求不高，于是采用单侧侧向支撑布置形式，即仅有右侧三角架对于竖向加载框架提供水平反力支持。水平作动器安装于右侧三角架，并且为保证水平作动器的拉力与推力相等，本例采用了双出杆作动器。

由于少了左侧侧向支撑三角架，相应的传感器的数量减少了4个，但仍可实现“无摩擦”试验，且可实现自校准，试件上的精确力计算原理与前文所述相同，但对于整体的测试精度没有影响。若底部传感器取消，三角撑与底座直接相连，则无法实现自校准功能。

(3)动态压剪试验机的应用实例

本实例的主要技术指标：

1)竖向加载最大4000吨；

2)水平加载最大800吨，动态加载最大300吨(加载速度1000mm/s)；

3)加载空间：2200mm×2200mm×1500mm；

本例要求压剪试验机能够动态加载，因此供油***的配置要求较高，油源为800L/min，28MPa恒压油源，并且蓄能器瞬时供油能力为5000L/min。本例的详细构造三维模型，其中四根立柱为直径220mm长度8000mm的圆钢柱；上加载平台总高1200mm，长宽均为5000mm，整体浇筑而成，上下板厚40mm，中间布置有放射壮肋板，四角布置有穿孔，用于安装立柱与作动器；下加载底座与上加载平台构造类似，平台总厚同样为 1200mm，长宽均为5000mm，通过工艺孔整体浇筑而成。在其上表面安装有滑轨，用于安装下加载平台；下加载平台主要用于安装试件(例如橡胶隔震支座)，平台高800mm，长宽均为2200mm，下部装有滑轨，并与下加载底座相连；竖向加载部分两侧均布置了三角撑，用于为整个压剪试验机提供水平刚度。并且为了进一步提高试验机整体的水平刚度，左右三角架通过直径300mm的连杆进行连接，

水平作动器采用了双出杆作动器，在本例中，水平作动器安装于右侧三角架，同时为了充分利用双出杆作动器，作动器左侧连接着下部加载平台。为了扩充本试验机的功能，作动器及其右侧的扩展梁上装有2个平板液压夹头。此时，本压剪试验机具备了大吨位卧式拉力试验机的试验能力。另外，需要说明的是，为了避免水平作动器进行动态加载时的加速度效应，力传感器安装于右侧扩展梁与液压夹头之间。

整体而言，本例的各个主要部件应力水平均处于较低水平，保证了整体结构安全性。

以上结合附图对本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本实用新型的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种多功能压剪试验机，其特征在于：包括竖直加载部分(14)、侧向支撑部分(15)和功能扩展装置(11)；

所述竖直加载部分(14)包括立柱(1)、竖向加载作动器(2)、上加载平台(3)、试件(4)、下加载平台(5)、加载底座(6)和水平作动器(7)；所述立柱(1)的顶端或底端设置有可施加竖向力的竖向加载作动器(2)，立柱(1)的上部安装有上加载平台(3)，上加载平台(3)下方为所述试件(4)的加载空间，试件(4)下方为下加载平台(5)，下加载平台(5)在底部安装有滑块(17)，并通过滑轨(18)安装在加载底座(6)之上；下加载平台(5)由水平作动器(7)推动，水平作动器(7)固定于所述加载底座(6)上面；所述立柱(1)的中下部安装有传感器(10)；

所述侧向支撑部分(15)包括侧向三角撑(8)，侧向三角撑(8)为两侧布置或单侧布置，侧向三角撑(8)通过水平力测量传感器(9)与竖直加载部分(14)相连，或者直接与竖直加载部分(14)的加载底座(6)相连；

所述加载底座(6)的一侧附加有实现卧式拉力试验机功能的功能扩展装置(11)，所述水平作动器(7)为双出杆作动器，其一头连接着下加载平台(5)，另一头装有一部液压平板夹头(13)，并安装于侧向三角撑(8)之上，侧向三角撑(8)通过对其底部进行扩展，增加扩展钢梁(12)。

2.根据权利要求1所述的一种多功能压剪试验机，其特征在于：所述竖向加载作动器(2)采用穿心构造直接固定于立柱(1)之上，或者竖向加载作动器(2)采用实心作动器安装于立柱(1)的侧边。

3.根据权利要求1所述的一种多功能压剪试验机，其特征在于：所述水平力测量传感器(9)和传感器(10)为具有自校准功能的高精度力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种多功能压剪试验机，其特征在于：所述加载底座(6)的主体形状采用工字型构造，上下为厚钢板，中间为放射状肋条构造。

5.根据权利要求1所述的一种多功能压剪试验机，其特征在于：所述液压平板夹头(13)由外动液压油缸、夹块、活塞构成。

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