加载装置与试验设备..doc

第二章 加载装置与试验设备 在这一章里主要介绍下面三方面的内容： 1．静载加载装置，在静载加载装置中包括重物加载、机械式加载、气压加载和液压加载。 2．动载加载装置，动载加载装置也称为激震装置。它包括惯性力加载、激震器加载，其中包括震动台。 3．试验设备，包括荷载支撑装置、荷载传递装置、试件支撑装置。 一、静载加载装置 （一）重物加载 1．重物加载的优点和缺点：重物加载是最古老的一种加载方式，但是它也可以做到很精确，比如最精密的天秤，实际上就采用了重物加载，就是用法码。同样，在我们结构试验当中，用重物加载也可以做到很精确，而且它的重物有时候取得很方便。但是它有一个最大的缺点，就是当你荷载很大的时候，加载的劳动强度很大。 2．重物加载的作用：通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载，也可以实现集中荷载的加载。假如说要加集中合载，就需要用料盘来加载，一般把料盘也称为加荷篮。假如说荷载再大，就可以通过杠杆来加载。 3．重物加载实现均布荷载 教材图2-1，表示的就是用重物加载实现的一个简图。大家在这里首先可以看到这是要做的一个梁，这个梁是简支的，它通过一个活动支座、一个固定支座实现这个简支梁，那么这个活动支座和固定支座这部分实际就属于试件的支撑装置，这讲义上会介绍。底下这部分是为了使这个试件，架设到一定的高度，所以它有一个一般叫支墩或者叫做台座。上面就是加的荷重，那么加这种荷重的时候，不能够把荷重都是连续的加进来，必须分成区域，使每个区域之间有一定的间隙。这个间隙一般都在50毫米以上。它的目的就是为了当这个荷载加上以后，这个梁，要产生挠度，向下弯曲。它一弯曲就使得这个荷载之间就要接近。那么这个缝隙就要保证这个荷载之间不能搭接起来。假如说荷载一搭接那么就形成拱的作用了。那它这个荷载加的就不是均布的了，实际就传到两端去了。 在正规实验室里一般要准备好些荷重块，要用铸铁或者铸钢，把这个铸成适合于人搬动的一些小的加荷块，一般用它的质量来衡量，所以可以铸成1公斤的、5公斤的、10公斤的、20公斤的等等。事先把它称量准确。如果你事先也可以把它加工的很准确，当然这样试验时很方便，但是制造成本就高了，假如说你不加工准确，但是你要把它称量准确，把它标在加荷块上，试验的时候就适当的组合，也可以把它组合的很准确。如果在现场，或者是你的加荷块不够了，也可以临时取用些沙子、石头等做成沙袋或者碎石的袋。把每一袋的重量都称量准确，也可以用来加荷。所以说重物加荷是一种很方便的加荷方式，它对于施加均布荷载是很方便的。 教材图2-4，这个图表示的也是重物加荷，但是它用的是水，比如说做双向板或者做网架，一个很大面积的均布荷载的时候，可以用一个水槽，这个水槽不要底，就光要四周，把它圈起来。给个底面试件来 加荷，然后用一个防水的胶布做成一个水槽，里面加水，用水的重量作为荷载。但是用水加荷的时候，当加荷的面积很大的时候，就有一个什么问题呢？就是当面积很大，底下试件有一定的挠度，它向下变形，所以水深，实际上中间深，边上浅。使得均布荷载不是很均布的，中间可能荷载要大，边上可能荷载要小。这也是一种重物加荷。 前两种方法都是均布荷载的加载方法。 4．重物加载实现集中荷载 教材图2-2，这张图表示的是用重物加荷来施加集中荷载，也是一根梁要加两个集中荷载，那么这时候我们就用两个荷载料斗，或者把它叫做吊篮，那么在吊篮里可以施加各种重物，来实现集中荷载的加荷。当荷载很大，直接用吊篮加荷，达不到它的荷载值的要求的时候，可以通过杠杆来使这个荷载值增大。 教材图2-3，上面小的横梁，实际是一个杠杆，后面这个是一个拉杆，这个要把它锚固到试验台上，这是支点。画断面线的杠杆的位置上面要加上一个刀形的支座，保证这个杠杆的加荷点是一个线接触，就是垂直杠杆的一个线接触。右端是加荷篮的位置，这是施力点，形成这两个杠杆臂，就使这个荷载值放大了。杠杆加载的放大率，即杠杆总长与加荷点到施力点长度之比，常用放大率为3至5倍。过大的放大率就保证不了这个荷载比的准确。在用这个杠杆加合的时候要注意两个问题：一个问题是你事先必须把这个杠杆让它是水平的，如果它要是不水平了，那么就会对这个试件有一个水平力的作用，所以就失去稳定，容易发生危险。另外一个就是说试件变形比较大的时候，假如说做一个屋架它的变形很大，那么随着变形，刚开始你把杠杆调平了，随着变形那么就可能倾斜了，那么它又会产生一个水平的推力，因此，就要求后面这个拉杆应该是可以调节的，就是说可以通过螺旋来调节长度，随着这个试件变形下来以后，要把这个拉杆调短，随时的保持这个杠杆的水平，否则的话在试验过程中容易出现危险。 （二）机械式加载 在机械式加载当中，实际上在文字教材中介绍了好些种，比如说可以通过卷扬机，可以通过螺旋千斤顶等等，在这里只介绍一种，就是弹簧