一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管橋模型，所述管橋模型包括管道和用于支撐所述管道的橋架，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括：用于給所述管道供水的供水裝置，所述供水裝置與所述管道連接；所述管道上每隔預(yù)定距離設(shè)置有第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，所述第一應(yīng)變片設(shè)置在管道的上表面，所述第二應(yīng)變片與第一應(yīng)變片對(duì)稱的設(shè)置在管道的下表面。通過供水裝置模擬管道供油，通過設(shè)置在管道上的多個(gè)第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片測(cè)量管道的應(yīng)變，有效的模擬了管道在橋梁中的應(yīng)力分布情況，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可反復(fù)使用，不僅可用來模擬，還可用來教學(xué)。
【專利說明】
一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]管橋由于承載有管道，而管道中通常運(yùn)輸有易燃易爆物體，如燃?xì)猓偷?。各種自然災(zāi)害如強(qiáng)風(fēng)、地震、暴雪等均會(huì)對(duì)管道尤其是管橋帶來損害，而一旦管橋受損，容易造成嚴(yán)重的后果。因而，在管橋的設(shè)計(jì)之初就需考慮在各種極端的自然環(huán)境下，管道的應(yīng)力情況，避免應(yīng)力失效。通常采用的做法是通過軟件模擬，但是僅通過一種方法進(jìn)行模擬，無法確定準(zhǔn)確性，風(fēng)險(xiǎn)仍然很大。而且軟件模擬并不直觀，準(zhǔn)確性有待提高。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可模擬管道在橋梁中的應(yīng)力分布情況，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可反復(fù)使用。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管橋模型，所述管橋模型包括管道和用于支撐所述管道的橋架，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括:用于給所述管道供水的供水裝置，所述供水裝置與所述管道連接;所述管道上每隔預(yù)定距離設(shè)置有第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，所述第一應(yīng)變片設(shè)置在管道的上表面，所述第二應(yīng)變片與第一應(yīng)變片對(duì)稱的設(shè)置在管道的下表面。
[0007]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括用于采集所述第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片電連接。
[0008]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述橋架的兩端分別設(shè)置有振動(dòng)器。
[0009]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括用于給所述管橋模型吹風(fēng)的吹風(fēng)裝置，所述吹風(fēng)裝置的出風(fēng)口朝向所述管橋模型。
[0010]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括位移傳感器，所述位移傳感器設(shè)置在管道的中部。
[0011]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述供水裝置包括水箱、離心水栗、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥和體積流量計(jì);所述水箱的水被離心水栗栗送到所述管道的一端，所述離心水栗與所述管道的一端之間依次設(shè)置有第一節(jié)流閥和體積流量計(jì)；水從管道的另一端流回水箱，所述管道的另一端與水箱之間依次設(shè)置有壓力計(jì)和第二節(jié)流閥。
[0012]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述管橋模型為懸索管橋模型。
[0013]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述管橋模型為斜拉索管橋模型。
[0014]所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述預(yù)定距離為I米。
[0015]本實(shí)用新型提供一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管橋模型，所述管橋模型包括管道和用于支撐所述管道的橋架，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括:用于給所述管道供水的供水裝置，所述供水裝置與所述管道連接;所述管道上每隔預(yù)定距離設(shè)置有第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，所述第一應(yīng)變片設(shè)置在管道的上表面，所述第二應(yīng)變片與第一應(yīng)變片對(duì)稱的設(shè)置在管道的下表面。通過供水裝置模擬管道供油，通過設(shè)置在管道上的多個(gè)第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片測(cè)量管道的應(yīng)變，有效的模擬了管道在橋梁中的應(yīng)力分布情況，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可反復(fù)使用，不僅可用來模擬，還可用來教學(xué)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的第一實(shí)施例中，所述管橋模型的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，應(yīng)變片的電路圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，供水裝置的原理圖。
[0020]圖5為本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的第二實(shí)施例中，所述管橋模型的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型提供一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]請(qǐng)參見圖1和圖2，本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管橋模型10，所述管橋模型10包括管道110、用于支撐所述管道110的橋架120，以及用于給所述管道110供水的供水裝置20，所述供水裝置20與所述管道110連接;所述管道110上每隔預(yù)定距離設(shè)置有第一應(yīng)變片111和第二應(yīng)變片112，所述第一應(yīng)變片111設(shè)置在管道110的上表面，所述第二應(yīng)變片112與第一應(yīng)變片111對(duì)稱的設(shè)置在管道110的下表面。
[0023]由此可知，本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過供水裝置模擬管道供油，通過設(shè)置在管道上的多個(gè)第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片測(cè)量管道的應(yīng)變，有效的模擬了管道在橋梁中的應(yīng)力分布情況，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可反復(fù)使用，不僅可用來模擬，還可用來教學(xué)。
[0024]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)采集裝置30、工控機(jī)
40、振動(dòng)器50、吹風(fēng)裝置60和位移傳感器70。
[0025]所述數(shù)據(jù)采集裝置30，用于采集所述第一應(yīng)變片111和第二應(yīng)變片112的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)40。所述數(shù)據(jù)采集裝置30與所述第一應(yīng)變片111和第二應(yīng)變片112電連接。所述數(shù)據(jù)采集裝置30優(yōu)選為TDS-303數(shù)據(jù)采集儀。該儀器測(cè)量范圍:±640000 με，測(cè)量精度:± 0.05%，最高分辨率0.1 με (0.0OlmV，0.TC )，采樣速度為0.06秒/點(diǎn)，將屏蔽線編號(hào)后接好，開始測(cè)量，數(shù)據(jù)由軟件系統(tǒng)自動(dòng)記錄。
[0026]所述橋架120的兩端分別設(shè)置有振動(dòng)器50。通過振動(dòng)器50，可以模擬地震環(huán)境下管道的應(yīng)力情況，進(jìn)而模擬管橋的抗震能力。
[0027]所述吹風(fēng)裝置60，用于給所述管橋模型10吹風(fēng)。所述吹風(fēng)裝置60的出風(fēng)口朝向所述管橋模型10。通過設(shè)置吹風(fēng)裝置60，有效的模擬了強(qiáng)風(fēng)下管橋的應(yīng)力情況，進(jìn)而模擬管橋的抗風(fēng)能力。所述吹風(fēng)裝置60包括可移動(dòng)的底座(圖中未示出)和設(shè)置在所述底座上的風(fēng)機(jī)(圖中未示出)，通過移動(dòng)吹風(fēng)裝置60，可進(jìn)一步模擬不同方向的風(fēng)對(duì)管橋的影響。
[0028]所述位移傳感器70，用于檢測(cè)管道110的位移，所述位移傳感器70設(shè)置在管道110的中部。這樣，在模擬地震和/或強(qiáng)風(fēng)的條件下，可檢測(cè)管道110的擺動(dòng)幅度和位移，便于分析管橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和對(duì)輔助設(shè)施的影響。
[0029]所述工控機(jī)40，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理，得出管道應(yīng)變片對(duì)應(yīng)位置的應(yīng)力分布圖；用于對(duì)供水裝置20進(jìn)行控制，控制供水裝置20給管道110的供水量;用于對(duì)振動(dòng)器50的振動(dòng)頻率和幅度進(jìn)行控制；用于調(diào)節(jié)吹風(fēng)裝置60的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;用于對(duì)位移傳感器70輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出管道110的位移。操作人員只需操作工控機(jī)40即可完成對(duì)管橋的模擬，非常實(shí)用和方便。在實(shí)際運(yùn)用中，可以采用本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來驗(yàn)證軟件模擬的結(jié)果，提高了管橋應(yīng)力分析的準(zhǔn)確性。
[0030]所述數(shù)據(jù)采集裝置30的輸出端連接工控機(jī)40的第一輸入端a，所述工控機(jī)40的第一輸出端I連接供水裝置20，所述工控機(jī)40的第二輸出端2連接振動(dòng)器50，所述工控機(jī)40的第三輸出端3連接吹風(fēng)裝置60，所述工控機(jī)40的第二輸入端b連接位移傳感器70。
[0031]進(jìn)一步的，所述預(yù)定距離為I米。即，管道110每隔I米設(shè)置有一對(duì)應(yīng)變片，用來測(cè)量管道的應(yīng)力，當(dāng)然，預(yù)定距離可根據(jù)管道的長度或者管橋模型的比例進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)用新型不作限定。所述管道110優(yōu)選的，設(shè)置有11個(gè)第一應(yīng)變片和11個(gè)第二應(yīng)變片，所述第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片均為阻值為120 Ω的電阻應(yīng)變片。
[0032]請(qǐng)參閱圖3，所述應(yīng)變片(第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片)包括用于檢測(cè)應(yīng)變的工作應(yīng)變計(jì)Q1、用于對(duì)工作應(yīng)變計(jì)Ql進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Q2、第一電阻Rl和第二電阻R2;所述供電端Ul的供電正極連接工作應(yīng)變計(jì)Ql的正極和第一電阻Rl的一端，所述第一電阻Rl的另一端為應(yīng)變片的第一輸出端、連接數(shù)據(jù)采集裝置30的第一輸入端和第二電阻R2的一端；所述工作應(yīng)變計(jì)Ql的負(fù)極為應(yīng)變片的第二輸出端、連接數(shù)據(jù)采集裝置30的第二輸入端和補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Q2的正極，所述補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Q2的負(fù)極連接供電端Ul的供電負(fù)極和第二電阻R2的另一端。通過補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Q2對(duì)工作應(yīng)變計(jì)Ql進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高了應(yīng)力檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0033]請(qǐng)參閱圖4，所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，所述供水裝置20包括水箱210、離心水栗M、第一節(jié)流閥K1、第二節(jié)流閥K2和體積流量計(jì)V;所述水箱210的水被離心水栗M栗送到所述管道110的一端，所述離心水栗M與所述管道110的一端之間依次設(shè)置有第一節(jié)流閥Kl和體積流量計(jì)V;水從管道的另一端流回水箱210，所述管道110的另一端與水箱210之間依次設(shè)置有壓力計(jì)P和第二節(jié)流閥K2。所述工控機(jī)40具體連接的是離心水栗M，通過控制離心水栗M來控制管道110中水的流量。所述供水裝置20的水箱210、離心水栗M和管道110之間通過軟水管連接。當(dāng)然，操作人員也可以通過調(diào)節(jié)第一節(jié)流閥Kl和/或第二節(jié)流閥K2來控制管道110中水的流量。
[0034]圖2為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例，本實(shí)施例中，所述管橋模型為懸索管橋模型。所述橋架120包括多個(gè)吊索121、主索122、斜拉索123和兩個(gè)索塔124。兩個(gè)索塔124通過主索122連接，主索122下懸吊有多個(gè)吊索121，吊索121懸吊管道110。
[0035]圖5為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例，本實(shí)施例中，所述管橋模型為斜拉索管橋模型。所述橋架120包括多個(gè)斜拉索123和一個(gè)索塔124。所述索塔124通過多個(gè)斜拉索123懸吊管道 IlO0
[0036]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型提供的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括光纖傳感器，所述光纖傳感器設(shè)置在所述吊索121、主索122和斜拉索123上，用于檢測(cè)吊索121、主索122和斜拉索123的應(yīng)力，這樣，橋架120的應(yīng)力情況也能模擬，便于驗(yàn)證橋架120的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括管橋模型，所述管橋模型包括管道和用于支撐所述管道的橋架，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括:用于給所述管道供水的供水裝置，所述供水裝置與所述管道連接;所述管道上每隔預(yù)定距離設(shè)置有第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片，所述第一應(yīng)變片設(shè)置在管道的上表面，所述第二應(yīng)變片與第一應(yīng)變片對(duì)稱的設(shè)置在管道的下表面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括用于采集所述第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置;所述數(shù)據(jù)采集裝置與所述第一應(yīng)變片和第二應(yīng)變片電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述橋架的兩端分別設(shè)置有振動(dòng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括用于給所述管橋模型吹風(fēng)的吹風(fēng)裝置;所述吹風(fēng)裝置的出風(fēng)口朝向所述管橋模型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括位移傳感器，所述位移傳感器設(shè)置在管道的中部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述供水裝置包括水箱、離心水栗、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥和體積流量計(jì);所述水箱的水被離心水栗栗送到所述管道的一端，所述離心水栗與所述管道的一端之間依次設(shè)置有第一節(jié)流閥和體積流量計(jì);水從管道的另一端流回水箱，所述管道的另一端與水箱之間依次設(shè)置有壓力計(jì)和第二節(jié)流閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述管橋模型為懸索管橋模型。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述管橋模型為斜拉索管橋模型。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管橋模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定距離為I米。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK205656020SQ201620222585
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年3月22日 公開號(hào)201620222585.6, CN 201620222585, CN 205656020 U, CN 205656020U, CN-U-205656020, CN201620222585, CN201620222585.6, CN205656020 U, CN205656020U
【發(fā)明人】安成名, 陳秋雄, 陳運(yùn)文, 何仁洋, 陳立秋, 黃輝
【申請(qǐng)人】中國特種設(shè)備檢測(cè)研究院, 深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司