專利名稱：應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及結構試驗領域，具體屬于應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件。
背景技術：
眾所周知，在結構試驗中，固定支承是最常用到的邊界條件之一，其應用在建筑結構中也最為廣泛。然而，如何在結構試驗中正確有效的模擬固支邊界條件，卻并不是一個簡單的問題。目前，在國內進行的諸多結構試驗，尤其是軸心受壓試驗中，并沒有正確有效的模擬固支邊界條件，而是較為粗糙的直接將試驗構件置于萬能試驗機中，進行抗壓試驗，其實并沒有考慮試驗構件處于何種邊界條件，而對其邊界進行有效的約束。其結果是導致試驗結果偏小，尤其是當試驗構件由于鍛造加工在尺寸上存在較大的誤差，則試驗構件與萬能試驗機并不能緊密接觸，他們之間產生的空隙將使得軸心受壓構件在試驗初期就承受一定大小的邊界彎矩而變成偏心受壓構件，其結果將導致試驗結果進一步偏小，與真實的軸心受壓構件承載力之間的差距越來越大。另一方面，將使得相應的有限元數值分析難以準確的模擬軸心受壓構件的結構性能，進而無法展開后續(xù)的參數分析，最終將導致軸心受壓構件的全面分析無法進行，其構件的破壞機理和設計方法也就無從得知。由于特殊構件頂端通過螺栓固定在萬能試驗機的上方，在試驗過程中，試驗構件的頂端會預先接觸到特殊構件的底部凹槽，而此時并沒有接觸到特殊構件頂端的半圓球，所以底部凹槽自身的重量會對試驗結果產生不利的影響，應在特殊構件安裝之前預先稱量底部凹槽的自重，并計入之后的試驗結果之中。且由于特殊構件頂端通過螺栓固定在萬能試驗機的上方，操作上不利于不同形狀、不同尺寸的試驗構件與特殊構件的連接，且特殊構件的操作較為復雜，需謹記操作的具體步驟和先后流程。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，可以有效避免應用在試件底部模擬固支邊界軸心荷載的特殊構件，由于半圓球的尺寸大小對模擬固定支承邊界條件，施加軸心荷載功能敏感性的影響，制作出一個大小適中的特殊構件，固定在萬能試驗機上方，就可以方便應用于不同尺寸的試驗構件，有效節(jié)約了試驗成本。本發(fā)明的技術方案如下:
應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，包括有頂座、底座，所述頂座下方通過螺栓固定連接有半圓球，半圓球外側壁上間隔固定設有四個上支座，底座上開有與半圓球相對應的球形凹槽，底座側壁上固定設有與上支座對應的下支座，上支座與下支座之間連接有吊桿，吊桿與上支座、下支座采用螺紋聯(lián)接。所述的底座上分布有交叉線狀的安裝孔。所述的上支座、下支座呈L狀。
本發(fā)明首先將特殊構件頂端通過螺栓固定在萬能試驗機的上方，則頂端的半圓球固定，不能自由平動，也不能自由轉動。松開4根吊桿上用于吊起特殊構件底部凹槽的4個螺帽，使得凹槽與半圓球之間保持一定大小的空隙，此時底部的凹槽由于螺桿與孔洞之間的空隙可以在一定范圍內作微小的平動，但可以在平面外自由轉動。將試驗構件固定在萬能試驗機下方，使得試驗構件與特殊構件的凹槽之間保持一定的距離。開啟萬能試驗機，使試驗構件頂端逐漸接近特殊構件的底部凹槽，直到最終接觸。由于底部凹槽存在一定的重量，即使試驗構件由于鍛造加工在尺寸上存在較大誤差，底部凹槽也會在自身重量的作用下自動尋找新的平面，與試驗構件頂端緊密接觸。之后，試驗構件和與其緊密接觸的底部凹槽共同運動，逐漸接近特殊構件頂端的半圓球，直到最終接觸。然后，施加一定大小的初始荷載，直到特殊構件的底部凹槽與頂端半圓球緊密接觸，不再轉動為止。緊接著擰緊4根吊桿上用于吊起特殊構件底部凹槽的4個螺帽，約束特殊構件底部凹槽和與其緊密接觸的試驗構件的平動和轉動，最終形成固定支承邊界條件，并使得萬能試驗機施加在試驗構件上的作用力為軸心荷載，不產生任何的初始邊界彎矩。同時，與4個螺帽配合使用的曲面螺帽墊圈，可以使得特殊構件底部凹槽在與頂端半圓球緊密接觸后約束的更為牢固。本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明可以有效避免應用在試件底部模擬固支邊界軸心荷載的特殊構件，由于半圓球的尺寸大小對模擬固定支承邊界條件，施加軸心荷載功能敏感性的影響，制作出一個大小適中的特殊構件，固定在萬能試驗機上方，就可以方便應用于不同尺寸的試驗構件，有效節(jié)約了試驗成本。此外，采用4根吊桿吊起特殊構件底部凹槽，可以自由調節(jié)底部凹槽與頂端半圓球的距離，有效提高了特殊構件底部凹槽的轉動范圍，即使試驗構件由于鍛造加工在尺寸上存在較大誤差，也能自動尋找新的平面，與試驗構件頂端緊密接觸。另外，采用與4個螺帽配合使用的曲面螺帽墊圈，可以有效增加特殊構件底部凹槽的平動范圍，且使得特殊構件底部凹槽在與頂端半圓球緊密接觸后約束的更為牢固。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為圖1的側視圖。
具體實施例方式參見附圖，應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，包括有頂座
1、底座2，頂座I下方通過螺栓固定連接有半圓球3，半圓球3外側壁上間隔固定設有四個上支座4，底座2上開有與半圓球5相對應的球形凹槽6，底座2側壁上固定設有與上支座對應的下支座8，上支座4與下支座8之間連接有吊桿7，吊桿7與上支座、下支座采用螺紋聯(lián)接，底座上分布有交叉線狀的安裝孔9，上支座、下支座呈L狀。首先將特殊構件頂端通過螺栓固定在萬能試驗機的上方，則頂端的半圓球固定，不能自由平動，也不能自由轉動。松開4根吊桿上用于吊起特殊構件底部凹槽的4個螺帽，使得凹槽與半圓球之間保持一定大小的空隙，此時底部的凹槽由于螺桿與孔洞之間的空隙可以在一定范圍內作微小的平動，但可以在平面外自由轉動。將試驗構件固定在萬能試驗機下方，使得試驗構件與特殊構件的凹槽之間保持一定的距離。開啟萬能試驗機，使試驗構件頂端逐漸接近特殊構件的底部凹槽，直到最終接觸。由于底部凹槽存在一定的重量，即使試驗構件由于鍛造加工在尺寸上存在較大誤差，底部凹槽也會在自身重量的作用下自動尋找新的平面，與試驗構件頂端緊密接觸。之后，試驗構件和與其緊密接觸的底部凹槽共同運動，逐漸接近特殊構件頂端的半圓球，直到最終接觸。然后，施加一定大小的初始荷載，直到特殊構件的底部凹槽與頂端半圓球緊密接觸，不再轉動為止。緊接著擰緊4根吊桿上用于吊起特殊構件底部凹槽的4個螺帽，約束特殊構件底部凹槽和與其緊密接觸的試驗構件的平動和轉動，最終形成固定支承邊界條件，并使得萬能試驗機施加在試驗構件上的作用力為軸心荷載，不產生任何的初始邊界彎矩。同時，與4個螺帽配合使用的曲面螺帽墊圈，可以使得特殊構件底部凹槽在與頂端半圓球緊密接觸后約束的更為牢固。
權利要求
1.應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，包括有頂座、底座，其特征在于:所述頂座下方通過螺栓固定連接有半圓球，半圓球外側壁上間隔固定設有四個上支座，底座上開有與半圓球相對應的球形凹槽，底座側壁上固定設有與上支座對應的下支座，上支座與下支座之間連接有吊桿，吊桿與上支座、下支座采用螺紋聯(lián)接。
2.根據權利要求1所述的應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，其特征在于:所述的底座上分布有交叉線狀的安裝孔。
3.根據權利要求1所述的應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，其特征在于:所述的上支座、下支座呈L狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了應用在萬能試驗機上施加軸心荷載固定支承的實驗構件，包括有頂座、底座，所述頂座下方通過螺栓固定連接有半圓球，半圓球外側壁上間隔固定設有四個上支座，底座上開有與半圓球相對應的球形凹槽，底座側壁上固定設有與上支座對應的下支座，上支座與下支座之間連接有吊桿，吊桿與上支座、下支座采用螺紋聯(lián)接。本發(fā)明可以有效避免應用在試件底部模擬固支邊界軸心荷載的特殊構件，由于半圓球的尺寸大小對模擬固定支承邊界條件，施加軸心荷載功能敏感性的影響，制作出一個大小適中的特殊構件，固定在萬能試驗機上方，就可以方便應用于不同尺寸的試驗構件，有效節(jié)約了試驗成本。
文檔編號G01M99/00GK103105307SQ201310013569
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月14日 優(yōu)先權日2013年1月14日
發(fā)明者馮然 申請人:合肥工業(yè)大學