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原文传递一种钢梁受扭性能的测试方法

专利名称：	一种钢梁受扭性能的测试方法
摘要：	本发明属于土木工程结构试验加载测试领域，具体涉及一种钢梁受扭性能的测试方法，采用专用装置进行测量，该装置包括门式反力架、反力台座、MTS作动器、扭转传动装置、限位转盘和限位底座，该装置通过扭转传动装置将MTS作动器提供的推力转换为扭矩，通过限位装置对试验加载时钢梁试件进行限位，使得钢梁的转动中心与装置的扭转中心相重合，进而创新性的实现钢梁的扭转试验，将扭转角测量方法中难以直接测试的角度转化为测试长度，使得测试的过程便捷高效且精度更高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东农业大学
发明人：	王少杰;孙宏宇;殷志凯;慈梦尧;宋皓然;董岳松;郭旭生
专利状态：	有效
申请日期：	2022-11-01T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202211354361.7
公开号：	CN115639086A
代理机构：	山东祺智知识产权代理有限公司
代理人：	赵斌
分类号：	G01N3/22;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/22;G01N3/02
申请人地址：	271018 山东省泰安市泰山区岱宗大街61号
主权项：	1.一种钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：具体步骤如下：首先将钢梁安装在测试装置内，之后打开MTS作动器的开关，开始钢梁的扭转试验，MTS作动器驱动加载板向上、下移动，在推进的过程中，加载板与工字梁相互作用产生扭转力，经过第一嵌固板腔传递到钢梁的端部，使钢梁的一端相对另一端发生扭转；上述过程中设置点A为扭转中心，点B为定位钉固定点，点C为拉线式位移计固定点； a为定位钉到地面拉线式位移计的初始距离，a′为试验加载时定位钉到地面拉线式位移计的距离，b为扭转中心到地面拉线式位移计固定点的距离，c为扭转中心到定位钉的距离，α为扭转角，β为拉线式位移计定位钉固定点B到扭转中心A和扭转中心A到地面拉线式位移计固定点C之间夹角的初始值，γ为试验时拉线式位移计定位钉固定点B到扭转中心A和扭转中心A到地面拉线式位移计固定点C之间夹角的实测值，计算公式如下：钢梁的扭转角：α＝β-γ 所述的测试装置，包括门式反力架(8)、反力台座(9)、MTS作动器(5)、扭转传动装置(1)、限位转盘(2)和限位底座(3)；所述门式反力架(8)通过地脚螺栓固定连接于反力台座(9)水平面上；所述MTS作动器(5)设置有两个，其中一个MTS作动器通过底座垂直连接在门式反力架(8)横梁的下方，端头朝下连接扭转传动装置(1)的上加载板；另一个MTS作动器通过底座固定于反力台座(9)水平面上，端头朝上且连接扭转传动装置(1)的下加载板；所述扭转传动装置(1)包括加载板(11)、工字梁(12)、第一嵌固板腔(13)、三角支撑构件(14)、安装座(15)、第一夹持板(16)和第二夹持板(17)，其中所述加载板(11)为两个，对称设置在工字梁(12)两端的上下两侧；加载板(11)上开设有与MTS作动器(5)端头相对应的螺栓孔，所述螺栓孔中有用于夹紧加载板(11)和MTS作动器(5)端头的螺杆；工字梁(12)中部设置有通孔且与第一嵌固板腔(13)焊接成一体；所述第一嵌固板腔(13)内部设置第一夹持板(16)、第二夹持板(17)；且第一嵌固板腔(13)上侧和右侧均匀开设螺纹孔，上侧中部开设销孔，且所述第一夹持板(16)开设与第一嵌固板腔(13)相对应的销孔；所述第一嵌固板腔(13)两侧对称设置有安装座(15)，且安装座(15)与工字梁(12)焊接成一体；所述安装座(15)上均匀开设螺纹孔；所述限位装置包括限位转盘(2)和限位底座(3)，其中所述限位转盘(2)包括第一连接板(21)、转盘(22)、圆柱钢轴(23)和滚动轴承(24)；所述第一连接板(21)开设与安装座(15)相对应的螺纹孔，通过该螺纹孔与安装座固定连接；所述圆柱钢轴(23)一端固定连接在第一连接板(21)中部，滚动轴承(24)套入圆柱钢轴(23)另一端；所述转盘(22)上、下、左、右侧均匀设置有限位孔，限位孔内连接有用来连接反力架(8)和反力台座(9)水平面的花篮螺栓(6)和钢绞线；所述限位底座(3)包括第二嵌固板腔(31)、外围支撑构件(32)、第三夹持板(33)、第四夹持板(34)和底板(35)，所述第二嵌固板腔(31)两侧通过外围支撑构件(32)与连接底板(35)焊接成一体；第二嵌固板腔(31)上侧、右侧均匀开设螺纹孔、上侧中部开设销孔；所述底板(35)上、下侧分别开设与反力台座(9)垂直面相对应的安装孔，所述安装孔中设置用于夹紧底板(35)和反力台座(9)的螺杆；在工字梁(12)上侧加载板下方中心位置安装有安装板(18)，安装板(18)下方的反力台座上安装有拉线式位移计(7)，在安装板(18)上设置有定位钉。 2.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：扭矩由MTS作动器(5)输出力乘以力臂得到。 3.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：在工字梁两侧相同高度处均布置定位钉，采用双路采集取平均的方法提高数据精度。 4.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：定位钉到扭转中心和扭转中心到地面拉线式位移计固定点之间夹角的初始值大于78°。 5.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：所述加载板(11)两侧各通过至少四个三角支撑构件(14)固定连接工字梁(12)。 6.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：第一嵌固板腔(13)的螺纹孔中设置螺纹杆用于抵紧第一夹持板(16)和第二夹持板(17)，所述销孔中设置销杆穿过第一嵌固板腔(13)、第一夹持板(16)将钢梁(4)固定。 7.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：所述滚动轴承(24)包括内圈和外圈，内圈套接圆柱钢轴(23)，外圈固定连接转盘(22)内测。 8.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：所述第二嵌固板腔(31)螺纹孔中设置用于抵紧第三夹持板(33)和第四夹持板(34)的螺纹杆，所述销孔中设置贯穿第二嵌固板腔(31)、第三夹持板(33)和钢梁(4)的销杆。 9.根据权利要求1所述钢梁受扭性能的测试方法，其特征在于：在工字梁(12)两侧均设置有安装板(18)，在安装板(18)上设置有定位钉，将拉线式位移计(7)的拉线线头固定在该定位钉上。