專利名稱：充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣環(huán)向心加載試驗裝置。
背景技術(shù)：
充氣環(huán)是充氣展開結(jié)構(gòu)中一種常用的承力結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用的關(guān)鍵是充氣環(huán)結(jié)構(gòu)要具有一定的面內(nèi)承載能力。所謂面內(nèi)承載能力指的是，當(dāng)充氣環(huán)承受面內(nèi)載荷F作用時，其抵抗變形的能力，充氣環(huán)變形越小，說明充氣環(huán)承載能力越強(qiáng)。試驗是評估充氣環(huán)面內(nèi)承載能力的最直接方法，但是目前還沒有試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)適用于不同尺寸充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的面內(nèi)承載能力試驗
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決目前沒有試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)適用于不同尺寸的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的面內(nèi)承載能力試驗的問題，進(jìn)而提供一種充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的一種充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置包括支撐底座、圓環(huán)板、圓形承重托盤、加重塊、多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)、與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個約束塊和與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個加載系統(tǒng)；圓環(huán)板設(shè)置在支撐底座的上端面上，靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板的上表面上等圓心角布置有多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)，調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)與加載系統(tǒng)一一對應(yīng)配合設(shè)置，每個加載系統(tǒng)通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)與充氣環(huán)和圓形承重托盤連接，每個所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)用于加載系統(tǒng)實現(xiàn)充氣環(huán)的多點向心加載，加載系統(tǒng)對充氣環(huán)施加載荷，充氣環(huán)的每個加載位置均布置一個約束塊，多個約束塊均固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板的上表面上，約束塊用于約束充氣環(huán)在向心加載過程中在圓環(huán)板的上表面上發(fā)生剛體位移，加重塊放置在圓形承重托盤上，加重塊用于控制加載系統(tǒng)對充氣環(huán)施加的向心加載的載荷。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明設(shè)計簡單，經(jīng)濟(jì)實用；適用于不同尺寸充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的多點向心加載試驗，同時能夠?qū)崿F(xiàn)充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的多點向心加載試驗，利用本發(fā)明裝置可用于評價充氣環(huán)面內(nèi)承載能力；試驗過程中，能夠保證充氣環(huán)結(jié)構(gòu)不發(fā)生面內(nèi)的剛體位移；此外，本發(fā)明還可以通過簡單的測量工具(如米尺)方便地測量出充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的位移。本發(fā)明能實現(xiàn)評價充氣環(huán)面內(nèi)承載能力。


圖I是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2的左視圖，圖4是圖2的A-A剖視圖，圖5是圖2的俯視圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置包括支撐底座7、圓環(huán)板5、圓形承重托盤2、加重塊8、多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I、與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個約束塊6和與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個加載系統(tǒng)4 ；圓環(huán)板5設(shè)置在支撐底座7的上端面上，靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板5的上表面上等圓心角布置有多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I，調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I與加載系統(tǒng)4 一一對應(yīng)配合設(shè)置，每個加載系統(tǒng)4通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I與充氣環(huán)3和圓形承重托盤2連接，每個所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I用于加載系統(tǒng)4實現(xiàn)充氣環(huán)3的多點向心加載，加載系統(tǒng)4對充氣環(huán)3施加載荷，充氣環(huán)3的每個加載位置均布置一個約束塊6，多個約束塊6均固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板5的上表面上,約束塊6用于約束充氣環(huán)3在向心加載過程中在圓環(huán)板5的上表面上發(fā)生剛體位移，加重塊8放置在圓形承重托盤2上，加重塊8用于控制加載系統(tǒng)4對充氣環(huán)3施加的向心加載的載荷。本實施方式的靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板5的上表面上等圓心角布置有多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I中的內(nèi)圓是指圓環(huán)板5的內(nèi)圓。
具體實施方式
二 結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式的每個所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I包括角鋼1-1和一個滑輪1-2，角鋼1-1的橫截面與靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板5的上表面連接，且角鋼1-1的兩個邊寬的夾角朝向圓環(huán)板5的外圓，角鋼1-1的其中一個邊寬與約束塊6正對設(shè)置，與約束塊6正對設(shè)置的邊寬上沿角鋼的長度方向設(shè)置有長條孔1-3，位于圓環(huán)板5的內(nèi)圓的上方設(shè)置有與角鋼1-1連接的滑輪1-2，滑輪1-2能沿長條孔1-3上下移動。本實施方式的滑輪能沿長條孔上下調(diào)節(jié)高度，以滿足不同截面直徑的充氣環(huán)的多點向心加載試驗，試驗時，使滑輪頂部凹槽高度與充氣環(huán)的截面半徑等高，從而保證高強(qiáng)度懸線4-2與圓環(huán)板5的上表面平行(這樣懸線上的力沒有垂直于圓環(huán)板5的上表面的分力)。滿足設(shè)計要求和實際需要。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式的每個所述加載系統(tǒng)4包括尼龍帶4-1和懸線4-2，充氣環(huán)3的加載面處環(huán)繞尼龍帶4-1，尼龍帶4_1貼靠約束塊6，懸線4-2的一端連接尼龍帶4-1，懸線4-2的另一端穿過長條孔1-3置于滑輪1_2的槽內(nèi)并與圓形承重托盤2連接，懸線4-2與圓環(huán)板5的上表面平行。本實施方式的懸線采用高強(qiáng)度懸線，以承受加重塊和圓形承重托盤的總重量；本實施方式懸線與圓環(huán)板的上表面平行，滿足多點向心加載的需要，保證加載的均勻性；本實施方式所述的在充氣環(huán)的加載點處環(huán)繞一定寬度的尼龍帶4-1，防止加載過程中充氣環(huán)在加載點過早出現(xiàn)局部屈曲，保證向心加載的穩(wěn)定可靠。在加載點處將相同長度的高強(qiáng)度懸線一端連接于尼龍帶，另一端穿過調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)后，與圓形承重托盤邊緣連接。試驗時，使滑輪頂部凹槽高度與充氣環(huán)的截面半徑等高，從而保證懸線與圓環(huán)板5的上表面平行(這樣懸線上的力沒有垂直于圓環(huán)板5的上表面的分力)。使用水平尺將圓形承重托盤調(diào)平，保證圓形承重托盤上的質(zhì)量塊能夠?qū)⒅亓烤鶆虻胤植嫉矫扛邚?qiáng)度懸線4-2上。其它與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式所述多個約束塊6通過螺釘固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板5的上表面上。如此設(shè)置，連接可靠方便，滿足設(shè)計要求和實際需要。其它與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式的圓環(huán)板5的上表面上具有等間距同心環(huán)道。如此設(shè)置，可利用同心環(huán)道初步確定充氣環(huán)在圓環(huán)板5上的位置，使充氣環(huán)的幾何形心與圓形承重托盤的形心大致重合，以保證加載的均勻性和向心性。其它與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖I-圖5說明本實施方式，本實施方式所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I的數(shù)量為2-8個。本實施方式根據(jù)向心加載的面內(nèi)承載能力試驗的需要，可選擇2至8點的向心加載，如果是2點向心加載，選擇任意相對的兩個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I即可；如果是4點向心加載，每間隔一個調(diào)節(jié)式 滑輪系統(tǒng)I進(jìn)行選擇；若是3點或者5點向心加載，則移除多余的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)，按照等圓心角度重新布置調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)I。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式所述試驗裝置還包括豎向設(shè)置的桿9，桿9的一端與圓形承重托盤2的下表面的中部連接。如此設(shè)置，可通過簡單的測量工具(如米尺)測量桿的頂端的位移，即可精確獲得整個圓形承重托盤的位移，也就是充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的向心位移，本實施方式簡單易行可靠。其它與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
八結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述支撐底座7由四個矩形板7-1構(gòu)成，相鄰兩個矩形板7-1垂直連接，支撐底座7呈方形。如此設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠穩(wěn)定，滿足設(shè)計要求和實際需要。其它與具體實施方式
一、二或三相同。工作原理試驗時，將充氣環(huán)結(jié)構(gòu)至于該裝置的圓環(huán)板的上表面上，根據(jù)向心加載的數(shù)量，分別選擇調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和約束塊的數(shù)量，按照等圓心角度布置調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)，加載系統(tǒng)和約束塊，將充氣環(huán)試件置于圓環(huán)板的上表面上，將尼龍帶與充氣環(huán)結(jié)構(gòu)連接后，通過懸線穿過調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)后與圓形承重托盤相連，在圓形承重托盤上放置加重塊后，實現(xiàn)對充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的多點向心加載。如果是2點向心加載，選擇任意相對的兩個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)即可；如果是4點向心加載，每間隔一個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)進(jìn)行選擇;若是3點或者5點向心加載，則移除多余的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在干所述裝置包括支撐底座(7)、圓環(huán)板(5)、圓形承重托盤(2)、加重塊(8)、多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)、與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個約束塊(6)和與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個加載系統(tǒng)(4)； 圓環(huán)板(5)設(shè)置在支撐底座(7)的上端面上，靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板(5)的上表面上等圓心角布置有多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)，調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)與加載系統(tǒng)(4) 一一對應(yīng)配合設(shè)置，每個加載系統(tǒng)(4)通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)與充氣環(huán)(3)和圓形承重托盤(2)連接，每個所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)用于加載系統(tǒng)(4)實現(xiàn)充氣環(huán)(3)的多點向心加載，カロ載系統(tǒng)(4)對充氣環(huán)(3)施加載荷，充氣環(huán)(3)的每個加載位置均布置ー個約束塊￠)，多個約束塊(6)均固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板(5)的上表面上，約束塊(6)用于約束充氣環(huán)(3)在向心加載過程中在圓環(huán)板(5)的上表面上發(fā)生剛體位移，加重塊(8)放置在圓形承重托盤(2)上，加重塊(8)用于控制加載系統(tǒng)(4)對充氣環(huán)(3)施加的向心加載的載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于每個所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)包括角鋼(1-1)和一個滑輪(1-2)，角鋼(1-1)的橫截面與靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板(5)的上表面連接，且角鋼(1-1)的兩個邊寬的夾角朝向圓環(huán)板(5)的外圓，角鋼(1-1)的其中一個邊寬與約束塊(6)正對設(shè)置，與約束塊(6)正對設(shè)置的邊寬上沿角鋼的長度方向設(shè)置有長條孔(1-3)，位于圓環(huán)板(5)的內(nèi)圓的上方設(shè)置有與角鋼(1-1)連接的滑輪(1-2)，滑輪(1-2)能沿長條孔(1-3)上下移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于每個所述加載系統(tǒng)(4)包括尼龍帶(4-1)和懸線(4-2)，充氣環(huán)(3)的加載面處環(huán)繞尼龍帶(4-1)，尼龍帶(4-1)貼靠約束塊(6)，懸線(4-2)的一端連接尼龍帶(4-1)，懸線(4-2)的另一端穿過長條孔(1-3)置于滑輪(1-2)的槽內(nèi)并與圓形承重托盤(2)連接，懸線(4-2)與圓環(huán)板(5)的上表面平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于所述多個約束塊(6)通過螺釘固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板(5)的上表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于圓環(huán)板(5)的上表面上具有等間距同心環(huán)道。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于所述調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)(I)的數(shù)量為2-8個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于所述試驗裝置還包括豎向設(shè)置的桿(9)，桿(9)的一端與圓形承重托盤(2)的下表面的中部連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，其特征在于所述支撐底座(7)由四個矩形板(7-1)構(gòu)成，相鄰兩個矩形板(7-1)垂直連接，支撐底座(7)呈方形。
全文摘要
充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗裝置，它涉及一種充氣環(huán)向心加載試驗裝置，以解決目前沒有試驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)適用于不同尺寸的充氣環(huán)結(jié)構(gòu)的面內(nèi)承載能力試驗的問題，它包括支撐底座、圓環(huán)板、圓形承重托盤、加重塊、多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)、與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個約束塊和與調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)數(shù)量相一致的多個加載系統(tǒng)；圓環(huán)板設(shè)置在支撐底座的上端面上，靠近內(nèi)圓的圓環(huán)板的上表面上等圓心角布置有多個調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)，每個加載系統(tǒng)通過相應(yīng)的調(diào)節(jié)式滑輪系統(tǒng)與充氣環(huán)和圓形承重托盤連接，充氣環(huán)的每個加載位置均布置一個約束塊，多個約束塊均固定在靠近充氣環(huán)外圓的圓環(huán)板的上表面上，本發(fā)明用于充氣環(huán)結(jié)構(gòu)多點向心加載試驗。
文檔編號G01M13/00GK102798524SQ20121033416
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者林國昌, 譚惠豐, 王長國, 衛(wèi)劍征, 馬騰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)