Стенд для испытания конструкций на воздействие нагрузок

Союз Советских Созиалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т авт. СВИ.СТСЛЬС)ва,о Зависимое Г. 42, 21/О аяв,1 сно 04,Х.1960 ,1)в 1030398(29-1 Ес) З;5)В( сКО с нр)соед1 рорите 1 К 6 01 п Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР,1967, БюллсГеь М 3 О ПО Ли 0 ) с)Г) )тс )Публик писания 17. 1. 96 с 11 вторзобрстсн)я а 5 В и те,1 ,СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ НАГРУЗОКИзооретение предназначено для;снытзнии линейных, плоских и пространственных конструкций и сооружений на воздействие динамических нагрузок и, В частности, может быт, использовано для экспериментальных иссле;ований сейсмостойких здашй и сооружений.)сЗВЕС 1)ЬЕ СТЕДЫ ВКЛЮЧЗЮТ С 1 ЛОВУ 0 ГЛИТ; с укрепленной на ней с помощью упругих опор платфорхой, рамы со смонтированными на них траверсами, передаюцими на платформу уси) лие гидравлических домкратов и упругих пружинных батарей через силош.е т 5)Г с хрупкими элементами, и расположенныс 1)а; после;1- 1111)и ножи и грузы.Для обеспечешя возможности динамических 1 испытаний на силовой плите описываемого стенда смо)тированы вибрационное устройство н гидропульсирующая установка, штоки пульсирующих домкратов которой воздействуют налдтформу. 20При этом упругие опоры платформы могут быть выполнены с подставками, к которым прикреп;)ены с помощью пружин переменной жесткости и шарниров стержневые подвески, чем обеспечиьается Возможность спыта)шя 2 конструкций ири поступателы)ых и Вращательных колебаниях и трех взаимно перпендикулярп)х направлениях, а в торцы и)гоков пульсирующих домкратов могут быть монтироваы шариковые опоры. 3,1 Гс) 1101 ЫН)ЕНИ 51 СЕ)1.)н ЕЗЗВИСНМОСТН КО- ,еб)й и,;)тформы В Вертика,1 ьноЙ пгоскости на силовой плите стенда Вокруг платформы можно разместит, демпферные устройства, ,1 ем)1)ерне мстройствд Выноличы с прикреплеными к платформе рш 1)ленными пластинами, свооодныи ко)ец к,ж:ои из кот 01)ых )ЗЗМЕНЕ )ЕсЧД СЕТР)с)10 Р;)СПО;10 ЖЕН)ЫМИ ВЕРТНКЗЛЫ 11 МИ ПРУЖНИЗ И С Т 51 Гс 1 )и И ТРДВерсами, смо тирси)зным; с озможностыо Вертк;)лы)ОГО перемен)епи 51 НО нд 1 раил яощим опор, закренлешых пд силовой плите.ПОВ 1 нС 1 Р степсн. Сзс)Пси )Ст ностт ис 1- ТЕ,ИИЫХ 1 ВРс)ЩДТЕ,ПНЫХ КО,1 ЕОДН 1 Й ИЛс)ТфОР МЫ 1) Вс) Ти Кс 1 ЛЫОЙ ПГ;) СКОСТИ ХОЖЕ Г ОЫТ,О- стнгпуто тем, что нд с ловой плите стенда с)01 тирни)1 ы опорные амортизаторы, выполненные с закреплешыми нижними концами к плите парными плоскими пржиндм, между Верх)имн конц 1 ми кОтОрых пО)1 ецсны консоли, укрег)лешые на платформе.Е 1 а фиг. 1 изображен описываемый сте)д В НЛс 1 НС; И;1 )1)г. 2 ТО ЖЕ,;)РОДОЛЬНЫЙ Рс 1 ЗРЕЗ с 10А; ИД ф;Г. 3 ПРЕДСтсЛЕ 1) ПЛатфОРМД и плане; 1 а фГ. 4 то же, попереч)ыЙ разрез; )а фиг. 5- - то же, продольный разрез: разрез по ББ; на фиг. 6 показана кинематическая схема платформы в двух Врое)синях нз фиг. 7 схемы ги ропульсру)ощей установки; ид фиг, 8 сс разрез по В- В.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Согласно цзобреепо, стен. для испытаний конструкций ш воздействие нагрузоквключает силовую плиту 1 с укреплеццой цацей с помощью упругих опор 2 платформой 3.,раму 4 со смоцтироваццыми ца цих траверсамц Б, передаюгцими на платформу усилие гидравлических домкратов 6 и упругих пружинцых батарей 7 через силовые тяги 8 с хрупкимц элементами 9,На силовой плите стенда смонтированы вибрациоццое устройство 10 ц п 5 дропульсцрую 5 цая установка 11.Упругие опоры платформы выполцецы с подставками 12, к которым прикреплены с помои 1 ью пружиц 13 переменной жесткости иНярццров стержневые подвески 14.Передача веса платформы ця подставки через Опорцыс пружины позволяет платформе, овершать вертикальные колебания по оси 2,:хроме того, этц пружины позволяют платфоре также ц врацатьс 5 вокруг осей х и у.С целью имитации частот основания соору 5 хепц 5 при землетрясеции, а так 5 ке цспользо.,ация эффекта резонПса прп выпужде 1 Ных.олебациях, с боковых и торцовых сторонплатформы установлены опорные амортизаторы 15 переменной жесткости, позволяюши: ецять частоты (период) свободных колебяццйи,татформы,Для создания затухающих свободных колебаций, а также гашения вынужденных колеба Ий по направлениям х, у и врашательцых колеоаний вокруг оси 7 с боковых сторон платформы созданы демпферцые устройства 16В качестве основного силового источникадля вынужденных колебаний платформы прицята гидропульсируюшая установка 11. В качестве же дополнитель:5 ых вибрациоцных уста;овок принято вибрационное устройство, за.креплеццое ца силовой плите, а также вибромашпцы, закрепленные ца платформе по середине и ца торцах,Платформа может быть изготовлена в видесварной или клепаной цельной конструкцииОднако предпочтительно выполнение платформы из однотипных сборных элементов 17,8, 19, 20 ца болтах.Подвеска платформы осуществлена тяк,мОбразом, что обеспечивает ей возможность посгупатель 5 ых колебаний по двум главным направлениям х, у, вертикальных колебаний поцяправлецию 2 и вертикальных колебаний вокруг тех же осейЯ, и Я,.Как видцо из чертежа (сх. фиг, 3), от каждой упругой опоры идет пара стержневых подвесок, которые пи 5 к 5 Ихи концами прикреплецы к платформе, Верхними концами подвескаопирается ца шарнир 21, благодаря чему устраняются опорные сопротивления при врящ:1 тельных колебациях платформы. Шарцир лиооопирается непосредственно ца подставку, л бопри цох 5 ощи пружин 13,Подвеска выполнена в виде усеченной п 5:рмиды и жестко закреплена к проему силовойплиты посредством рам 22 и болтов, Г 1 ри люОьх коле 051 ПП 5 х и:тфорхы нодся Вкц 50 спр 1- ццмают лишь вертикальную нагрузку. Опорцыс пру 5 киы гу 5 кпы для создания вергикальцых колебании платформы по цацрявле,пно 2 ц рвателиЫх вокруг осей х и у. Для измецепця частоты этих колебаний мецяют жесткость или количество пру 5 кип,На силовой плите стенда вокруг платфор- ., р 53.55 епець демпферцые устройств 5, выполцсццые с прцкреплеццыми к последцейрцфленными пластинами, свободцыи конец каждой из которых размещен между сих 55 етрпчо р 55 сполокецпымц вер гикальнымц пружинми 23 с тягами и трацерсамц, смоптцроваццыми с цозможпостью вертикального перемещения по цаправляюц 1 им опор 24, закрепленных 5 я силовой плите,Демпферцое устройство позволяет плагформе беспрепятственно производить вертикальное поступательное колебапие ц вращательные колеоацпя относительно х и у Я, Я,.), ока. зывая сопротивление трением только горизоцтыльным колебаниям платформы, в том числе врящательцым Д, ) вокруг оси 2, т. е. оцо является гасителем, колебаний в горизонтальной плоскости. Для вертикальных жс колебаний в качестве демпфера служат вес платформы и вертик 55 гьцые пружины. Г 1 утем подбора жесткости ц ъОщцост 5 демцферцых пружин,также ве ичины их Об 5 кти 5 мОжнО мецять силу трецця демпферного устройства. В качестве основного силового источника для создация вынужденных поступательных н 5 рящателы 5 ых колебаний платфорхы, принята П 5 дропульсационцая установка, обеспечивающая большую скорость распространения волновых импульсов пульсации, позволяющая быстро добиваться синхронности работы пульсирующих домкратов в разных точках и цаправ. лециях платформы. Пульсирующие домкраты 25 воздействуют ца платформу, Для создания беспрепятствеццых поступательных и вращательных пространственных колебаний платфор:5 ы в торцы поршней Пдропуль 5 руюп 155 х домкратов вмонтированы вращающиеся шариковые опоры 26.Для повышения степеп 5 независимости поступательных и вращательных колебаний платформы в вертикальной плоскости ца силовой плите стенда смоцтировацы опорные амортизаторы 15.Оци выполнены с закрепленными цикцими концами к плите, парными плоскими пружинами 27, между ерхцими коццами которых помещены консоли 28, укрепленные на платформе.Каждая плоская пру 5 киця оказывает упругое сопротивление только при движении платформы в направлении, перпендикулярном к плоскости даццой пру;кшы. Лец 55 я свободную длину, толщину и количество пластин в пружцце можно изменить общую жесткость их для даццого цаправлеция и тем самым менять частоты свободцых колебаццй платформы, 0 1911751 )к как чг)стотг соо "т(,х ).сояЙ сг - мцх упруг;х пластин, без учета массы платформы, ця всем диапазоне изменения частот зцячцтелыо цышс частот свободных и цьшуждеццьх колебаний платформы, поэтому воздейстцис платформы ца пружины при ее колебании можго считать статическим. Это озцячает, что при колебании платформы левал пружина совершает колебательцыс движенц,: в такт платформе только в левую сторону, и переходя вправо и, наоборот, правая - только в правую сторону от пейтральцо-исходного положения платформы,,1 Т 5 создацня четкой схемы работы пружин и создаццл возможности беспрепятствешого перемещецил платформы в вертикальной плоскости ме)кду пружинами и консолями платформы ставят стальные шарики 29.Работа стенда для испытания конструкций на воздействие Нагрузок протекает следующим образом.Свободные колебания с различными частотами создаются с помощью опорных пружин и опорных амортизаторов переменной жесткости. 1(олебапия создаются двояко:а) платформа предварительно смещается в зядаццом направлении или на заданный угол, затем внезапцым разломом хрупкого элемента оца приходит в состояние свободного колебания силами инерции платформы с грузом и силами упругих пружин;б) к платформе в состоянии покоя прилагается импульс. С этой целью к платформе с обеих противоположных сторон посредством домкратов, пружинных батарей и траверс через сц;овые тяги прилагают равные по велцчине и противоположные по направлению горизонтаи цые силы. Путем разновременного среза хрупких элементов, цключеццых в силовые тяги, можно получить силовой импульс с заданным промежутком времени. Разцовремеццость среза хрупких элемецтов регулируется разностью цысог падения ударцых грузов Я 59)О,чцоцремеццость же начала падения этих грузов обеспечивается отрывом сое,(цнительного каната 30 этих грузов. При этом можно приложить последовательно два ц более импульса. Для создания вращательного импульса к платформе прилагается импульс пары сил. Приложение к платформе указанных импульсов, поступательных и врашательцых, в горизонтальной плоскости, после которых следуют свободные или вьшу)кдеццые колебания пл)тформь, близко будет имитировать поведение Осцовашгя сооружения при землетрясениях. 31 Нмж,чс.П," ко,1 ео 1 нц 5 Н,чятформы ць 13- Наотс 51 ц Осцоццоъ ц;роп 1 льсцр 1 ющпмп цля.,и, прцтожецныо к боковым узлам платформы. Ня стенде могут быть получс;ы разлцчцыс 5 сочетания пульсирующих спи с рязл)гч)(ым;комбццанилмц импульсивных снл. Предмет изобретения10 1. Стсцд;л 5 Нспытяпп 5 коцструкццй цс) Воздействие нагрузок, вк 5 почяющцй силовую плиту с укреплеццой ця цей с помощью упругьхопор платформой, рамы со смоцтцроцаш(ымцц Нпх тряверсямп, передаОщцъп па плятфор 15 му усилие гидравлических домкратов ц упругих пргкцццых Оятяреи ерез силовые т 5 гц схрупкими элементами, и расположеццые цядпоследними ножи и грузы, отгичагогиггггся те.",(,что, с цельк) обеспечеццл возможности диця 20 мическнх испытаний, ца силовой плите стенд(смонтированы цибраццонцое устройство и гкдропульсирующая установка, штокп пульсируюццх домкратов которой воздействуют ця платформу.25 2. Стенд по п. 1, От,гичагогггсйся тем, что, сцелью обеспечения возмокпости цспытаццлконструкций при поступательных ц вращательных колебаниях в трех взацмцоперпецдцкулярцых цапрявлециях упругие опоры платформы30 выполнены с подставками, к которым прикреплены с помощью пружцц переменной жесткости ц шарниров стержцевые подвески.3. Стенд по пп. 1 ц 2, 0)ьг)чаю(и:я тем,;то ц торцы штокоц пульсирующих домкратов35 ,моцтироцяцы цярцкоцье Опоры.4. Стецд цо пп, 1- 3 от.гига)0 ггаг(:.г тем,что, с целью повышения степени незяисцмости колебаний платформы ц вертцкялыой плоскости, ця силовой плите стенда вокруг плат 40 формы рязмецены демпферные устройстьа,цыполценцые с црнкрепленцымц к последнеирцфле ымц плястннамц, свобод)пяй конец каждой цз которых размещен между симметричнорг 1 спо;10 женными вертикальны:ц пр жп)амц с45 тягами и траверсамн, смоцтироцанцымц с возмогкцостью вертикалыого перемецгеццл по цацрацля)онп)м опор, зякрецлеццых ня силовойплите,5. Стенд по пп. 1 - -1, отги гагогцггггся тем, что,50 с целью повышения степени цезавцс)гмости поступателы)ых и вращательных колебаний платформы ц вертикальной плоскости, ця силовойплите стенда смонтировацы опорные амортизаторы, выполненцые с закрепленными ццкцимц55 к(шцамц к плите, пярцымц плоскцмц пружицямц, между верхними концямц которых поме.нень коцсолц,крепсепнье ня плятформе.191175 8 Риг 7 фиг.8 Составитель Л. Ларина Редаюор Л. Г. Герасимова Техред А. А. Камышникова Корректоры: В. В. Крыловаи А. М. СмакЗаказ 62777 Тираж 535 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2