专利名称：充气环结构多点向心加载试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充气环向心加载试验装置。
背景技术：
充气环是充气展开结构中一种常用的承力结构，其应用的关键是充气环结构要具有一定的面内承载能力。所谓面内承载能力指的是，当充气环承受面内载荷F作用时，其抵抗变形的能力，充气环变形越�。得鞒淦烦性啬芰υ角�。试验是评估充气环面内承载能力的最直接方法，但是目前还没有试验装置能够实现适用于不同尺寸充气环结构的面内承载能力试验
发明内容
本发明的目的是为解决目前没有试验装置能够实现适用于不同尺寸的充气环结构的面内承载能力试验的问题，进而提供一种充气环结构多点向心加载试验装置。本发明为解决上述问题采取的技术方案是本发明的一种充气环结构多点向心加载试验装置包括支撑底座、圆环板、圆形承重托盘、加重块、多个调节式滑轮系统、与调节式滑轮系统数量相一致的多个约束块和与调节式滑轮系统数量相一致的多个加载系统；圆环板设置在支撑底座的上端面上，靠近内圆的圆环板的上表面上等圆心角布置有多个调节式滑轮系统，调节式滑轮系统与加载系统一一对应配合设置，每个加载系统通过相应的调节式滑轮系统与充气环和圆形承重托盘连接，每个所述调节式滑轮系统用于加载系统实现充气环的多点向心加载，加载系统对充气环施加载荷，充气环的每个加载位置均布置一个约束块，多个约束块均固定在靠近充气环外圆的圆环板的上表面上，约束块用于约束充气环在向心加载过程中在圆环板的上表面上发生刚体位移，加重块放置在圆形承重托盘上，加重块用于控制加载系统对充气环施加的向心加载的载荷。本发明的有益效果是本发明设计简单，经济实用；适用于不同尺寸充气环结构的多点向心加载试验，同时能够实现充气环结构的多点向心加载试验，利用本发明装置可用于评价充气环面内承载能力；试验过程中，能够保证充气环结构不发生面内的刚体位移；此外，本发明还可以通过简单的测量工具(如米尺)方便地测量出充气环结构的位移。本发明能实现评价充气环面内承载能力。
图I是本发明的立体结构示意图，图2是本发明装置主视结构示意图，图3是图2的左视图，图4是图2的A-A剖视图，图5是图2的俯视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式的充气环结构多点向心加载试验装置包括支撑底座7、圆环板5、圆形承重托盘2、加重块8、多个调节式滑轮系统I、与调节式滑轮系统数量相一致的多个约束块6和与调节式滑轮系统数量相一致的多个加载系统4 ；圆环板5设置在支撑底座7的上端面上，靠近内圆的圆环板5的上表面上等圆心角布置有多个调节式滑轮系统I，调节式滑轮系统I与加载系统4 一一对应配合设置，每个加载系统4通过相应的调节式滑轮系统I与充气环3和圆形承重托盘2连接，每个所述调节式滑轮系统I用于加载系统4实现充气环3的多点向心加载，加载系统4对充气环3施加载荷，充气环3的每个加载位置均布置一个约束块6，多个约束块6均固定在靠近充气环外圆的圆环板5的上表面上,约束块6用于约束充气环3在向心加载过程中在圆环板5的上表面上发生刚体位移，加重块8放置在圆形承重托盘2上，加重块8用于控制加载系统4对充气环3施加的向心加载的载荷。本实施方式的靠近内圆的圆环板5的上表面上等圆心角布置有多个调节式滑轮系统I中的内圆是指圆环板5的内圆。
具体实施方式
二 结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式的每个所述调节式滑轮系统I包括角钢1-1和一个滑轮1-2，角钢1-1的横截面与靠近内圆的圆环板5的上表面连接，且角钢1-1的两个边宽的夹角朝向圆环板5的外圆，角钢1-1的其中一个边宽与约束块6正对设置，与约束块6正对设置的边宽上沿角钢的长度方向设置有长条孔1-3，位于圆环板5的内圆的上方设置有与角钢1-1连接的滑轮1-2，滑轮1-2能沿长条孔1-3上下移动。本实施方式的滑轮能沿长条孔上下调节高度，以满足不同截面直径的充气环的多点向心加载试验，试验时，使滑轮顶部凹槽高度与充气环的截面半径等高，从而保证高强度悬线4-2与圆环板5的上表面平行(这样悬线上的力没有垂直于圆环板5的上表面的分力)。满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式的每个所述加载系统4包括尼龙带4-1和悬线4-2，充气环3的加载面处环绕尼龙带4-1，尼龙带4_1贴靠约束块6，悬线4-2的一端连接尼龙带4-1，悬线4-2的另一端穿过长条孔1-3置于滑轮1_2的槽内并与圆形承重托盘2连接，悬线4-2与圆环板5的上表面平行。本实施方式的悬线采用高强度悬线，以承受加重块和圆形承重托盘的总重量；本实施方式悬线与圆环板的上表面平行，满足多点向心加载的需要，保证加载的均匀性；本实施方式所述的在充气环的加载点处环绕一定宽度的尼龙带4-1，防止加载过程中充气环在加载点过早出现局部屈曲，保证向心加载的稳定可靠。在加载点处将相同长度的高强度悬线一端连接于尼龙带，另一端穿过调节式滑轮系统后，与圆形承重托盘边缘连接。试验时，使滑轮顶部凹槽高度与充气环的截面半径等高，从而保证悬线与圆环板5的上表面平行(这样悬线上的力没有垂直于圆环板5的上表面的分力)。使用水平尺将圆形承重托盘调平，保证圆形承重托盘上的质量块能够将重量均匀地分布到每根高强度悬线4-2上。其它与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式所述多个约束块6通过螺钉固定在靠近充气环外圆的圆环板5的上表面上。如此设置，连接可靠方便，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式的圆环板5的上表面上具有等间距同心环道。如此设置，可利用同心环道初步确定充气环在圆环板5上的位置，使充气环的几何形心与圆形承重托盘的形心大致重合，以保证加载的均匀性和向心性。其它与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
六结合图I-图5说明本实施方式，本实施方式所述调节式滑轮系统I的数量为2-8个。本实施方式根据向心加载的面内承载能力试验的需要，可选择2至8点的向心加载，如果是2点向心加载，选择任意相对的两个调节式滑轮系统I即可；如果是4点向心加载，每间隔一个调节式 滑轮系统I进行选择；若是3点或者5点向心加载，则移除多余的调节式滑轮系统，按照等圆心角度重新布置调节式滑轮系统I。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
七结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式所述试验装置还包括竖向设置的杆9，杆9的一端与圆形承重托盘2的下表面的中部连接。如此设置，可通过简单的测量工具(如米尺)测量杆的顶端的位移，即可精确获得整个圆形承重托盘的位移，也就是充气环结构的向心位移，本实施方式简单易行可靠。其它与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
八结合图I说明本实施方式，本实施方式所述支撑底座7由四个矩形板7-1构成，相邻两个矩形板7-1垂直连接，支撑底座7呈方形。如此设置，结构简单，使用方便可靠稳定，满足设计要求和实际需要。其它与具体实施方式
一、二或三相同。工作原理试验时，将充气环结构至于该装置的圆环板的上表面上，根据向心加载的数量，分别选择调节式滑轮系统、加载系统和约束块的数量，按照等圆心角度布置调节式滑轮系统，加载系统和约束块，将充气环试件置于圆环板的上表面上，将尼龙带与充气环结构连接后，通过悬线穿过调节式滑轮系统后与圆形承重托盘相连，在圆形承重托盘上放置加重块后，实现对充气环结构的多点向心加载。如果是2点向心加载，选择任意相对的两个调节式滑轮系统即可；如果是4点向心加载，每间隔一个调节式滑轮系统进行选择;若是3点或者5点向心加载，则移除多余的调节式滑轮系统。
权利要求
1.充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在干所述装置包括支撑底座(7)、圆环板(5)、圆形承重托盘(2)、加重块(8)、多个调节式滑轮系统(I)、与调节式滑轮系统数量相一致的多个约束块(6)和与调节式滑轮系统数量相一致的多个加载系统(4)； 圆环板(5)设置在支撑底座(7)的上端面上，靠近内圆的圆环板(5)的上表面上等圆心角布置有多个调节式滑轮系统(I)，调节式滑轮系统(I)与加载系统(4) 一一对应配合设置，每个加载系统(4)通过相应的调节式滑轮系统(I)与充气环(3)和圆形承重托盘(2)连接，每个所述调节式滑轮系统(I)用于加载系统(4)实现充气环(3)的多点向心加载，カロ载系统(4)对充气环(3)施加载荷，充气环(3)的每个加载位置均布置ー个约束块￠)，多个约束块(6)均固定在靠近充气环外圆的圆环板(5)的上表面上，约束块(6)用于约束充气环(3)在向心加载过程中在圆环板(5)的上表面上发生刚体位移，加重块(8)放置在圆形承重托盘(2)上，加重块(8)用于控制加载系统(4)对充气环(3)施加的向心加载的载荷。
2.根据权利要求I所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于每个所述调节式滑轮系统(I)包括角钢(1-1)和一个滑轮(1-2)，角钢(1-1)的横截面与靠近内圆的圆环板(5)的上表面连接，且角钢(1-1)的两个边宽的夹角朝向圆环板(5)的外圆，角钢(1-1)的其中一个边宽与约束块(6)正对设置，与约束块(6)正对设置的边宽上沿角钢的长度方向设置有长条孔(1-3)，位于圆环板(5)的内圆的上方设置有与角钢(1-1)连接的滑轮(1-2)，滑轮(1-2)能沿长条孔(1-3)上下移动。
3.根据权利要求2所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于每个所述加载系统(4)包括尼龙带(4-1)和悬线(4-2)，充气环(3)的加载面处环绕尼龙带(4-1)，尼龙带(4-1)贴靠约束块(6)，悬线(4-2)的一端连接尼龙带(4-1)，悬线(4-2)的另一端穿过长条孔(1-3)置于滑轮(1-2)的槽内并与圆形承重托盘(2)连接，悬线(4-2)与圆环板(5)的上表面平行。
4.根据权利要求1、2或3所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于所述多个约束块(6)通过螺钉固定在靠近充气环外圆的圆环板(5)的上表面上。
5.根据权利要求1、2或3所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于圆环板(5)的上表面上具有等间距同心环道。
6.根据权利要求I或2所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于所述调节式滑轮系统(I)的数量为2-8个。
7.根据权利要求1、2、或3所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于所述试验装置还包括竖向设置的杆(9)，杆(9)的一端与圆形承重托盘(2)的下表面的中部连接。
8.根据权利要求1、2、或3所述的充气环结构多点向心加载试验装置，其特征在于所述支撑底座(7)由四个矩形板(7-1)构成，相邻两个矩形板(7-1)垂直连接，支撑底座(7)呈方形。
全文摘要
充气环结构多点向心加载试验装置，它涉及一种充气环向心加载试验装置，以解决目前没有试验装置能够实现适用于不同尺寸的充气环结构的面内承载能力试验的问题，它包括支撑底座、圆环板、圆形承重托盘、加重块、多个调节式滑轮系统、与调节式滑轮系统数量相一致的多个约束块和与调节式滑轮系统数量相一致的多个加载系统；圆环板设置在支撑底座的上端面上，靠近内圆的圆环板的上表面上等圆心角布置有多个调节式滑轮系统，每个加载系统通过相应的调节式滑轮系统与充气环和圆形承重托盘连接，充气环的每个加载位置均布置一个约束块，多个约束块均固定在靠近充气环外圆的圆环板的上表面上，本发明用于充气环结构多点向心加载试验。
文档编号G01M13/00GK102798524SQ20121033416
公开日2012年11月28日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者林国昌, 谭惠丰, 王长国, 卫剑征, 马腾 申请人:哈尔滨工业大学
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