本发明专利技术公开了一种三维空间变角度加载装置，包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；实验试件包括试件a、试件b和试件c，地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽，地槽上连接有地梁a和地梁b，滑轮系统包括滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，加载系统包括连接在反力墙上的MTS作动器，传感器系统包括力传感器，采集系统为TDS602数据采集仪。一种三维空间变角度加载装置改变了以往空间加载角度准确性及加载装置适应性差的问题，本装置适用与空间任意角度加载，各部件可拆卸，地面组装方便简捷，试件端部设置有力传感器，数据准确，精度高。
【技术实现步骤摘要】
一种三维空间变角度加载装置
本专利技术属于实验装置
，涉及一种三维空间加载装置，具体涉及一种三维空间变角度加载装置。
技术介绍
在传统输电、变电行业中，架空输电塔架或变电构架主要由塔架及挂线梁组成，早期的挂线梁采用角钢组合桁架较多，但由于钢材良好的导电性，由雷击和污闪引起的线路跳闸故障在每年的架空输电线路总的跳闸故障中占了60％以上，长期以来极大地困扰和影响了电网的安全、经济、稳定运行，对于我国南方沿海雷电活动强烈和大气污秽(盐污)严重的地区，则更为严重。近年来，由于FRP复合材料具有轻质高强、绝缘性能好、耐腐蚀等优点，可提高输电线路杆塔的防雷、防污等电气性能并降低运行维护成本，在塔架结构挂线梁中应用越来越多。不论是采用角钢或FRP复合材料构成的挂线梁，挂线点位置由于导线张力、覆冰、设备及风荷载作用，长期处于三向受力状态，受当地环境气候变化影响，结构极端工况较多，受力复杂。为揭示挂线梁处结构的受力状态、变形及破坏模式，常需要进行试验验证，明确结构的实际力学表现。一般做法是对三维空间受力的构件设计专用的加载装置，采用X、Y、Z三向同时加载或者按其合力方向加载，但这类装置基本都需要空间安装，空间加载角度准确性及加载装置适应性差，试验误差较大，现场组装麻烦，连接工装多为一次性的，具有很大局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种三维空间变角度加载装置，解决了现有加载装置空间加载角度准确性差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种三维空间变角度加载装置，包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；实验试件包括试件a、试件b和试件c，试件a、试件b和试件c的一端连接在反力墙上，试件a、试件b和试件c的另一端重叠组成试件加载点，试件a、试件b、试件c和试件加载点上均设置有应变片和位移计，应变片和位移计与采集系统连接；地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽，地槽上连接有地梁a和地梁b，地梁a和地梁b上分别均匀设置有若干个圆孔a和圆孔b；滑轮系统包括滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，滑轮a通过连接板a与圆孔a连接，滑轮b和滑轮c分别通过连接板b和连接板c与圆孔b连接，滑轮b水平设置，滑轮c垂直于滑轮b设置，滑轮d通过连接板d与立柱的侧面垂直连接，立柱还与地梁b垂直连接；加载系统包括连接在反力墙上的MTS作动器，MTS作动器的加载端连接有端板a，端板a上设置有耳板，耳板设置有圆孔c；传感器系统包括力传感器，力传感器的两端分别连接有一对连接工装，一个连接工装与试件加载点连接，另一个连接工装连接钢丝绳a的一端，钢丝绳a依次绕过滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，钢丝绳a的另一端与圆孔c连接；连接工装包括依次连接的带丝螺杆、平板和端板b，带丝螺杆与力传感器连接，端板b上设置有圆孔c，试件加载点与一个连接工装的圆孔d通过钢丝绳b连接，另一个连接工装的圆孔c连接钢丝绳a的一端。本专利技术的特点还在于，采集系统为TDS602数据采集仪。滑轮d与MTS作动器加载端等高。地梁a和地梁b均采用双腹板H型钢梁，地梁a和地梁b的上下翼缘中间分别设有长圆孔a和长圆孔b，地梁a和地梁b在长圆孔a和长圆孔b处均通过锚栓与地槽锚接。钢丝绳a和钢丝绳b的连接端均设置有U型夹具。本专利技术的有益效果是：一种三维空间变角度加载装置通过地梁a和地梁b及滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d，把本来复杂的空间三维加载系统通过调整地面连接来实现，可移动地梁a和地梁b及滑轮a、滑轮b、滑轮c和滑轮d的位置实现空间任意角度静力加载，改变了以往空间加载角度准确性及加载装置适应性差的问题，本装置适用与空间任意角度加载，各部件可拆卸，地面组装方便简捷，试件端部设置有力传感器，数据准确，精度高。附图说明图1是本专利技术一种三维空间变角度加载装置的结构示意图；图2是本专利技术一种三维空间变角度加载装置的左视图；图3是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中地梁a的俯视图；图4是图3的A-A剖视图；图5是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中地梁b的俯视图；图6是图5的B-B剖视图；图7是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中滑轮d与立柱的连接图；图8是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中滑轮b与地梁b的连接图；图9是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中MTS作动器与钢丝绳a的连接图；图10是本专利技术一种三维空间变角度加载装置中连接工装的结构示意图。图中，1.地梁a，2.地槽，3.地梁b，4.圆孔a，5.圆孔b，6.滑轮a，7.滑轮b，8.滑轮c，9.滑轮d，10.连接板a，11.连接板b，12.连接板c，13.连接板d，14.立柱，15.MTS作动器，16.反力墙，17.端板a，18.耳板，19.圆孔c，20.钢丝绳a，21.力传感器，22.长圆孔a，23.长圆孔b，24.锚栓，25.连接工装，26.试件加载点，27.试件a，28.试件b，29.试件c，30.带丝螺杆，31.平板，32.端板b，33.圆孔d，34.钢丝绳b，35.U型夹具，36.应变片，37.位移计。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供了一种三维空间变角度加载装置，如图1和图2所示，包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a20连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；实验试件包括试件a27、试件b28和试件c29，试件a27、试件b28和试件c29的一端连接在反力墙16上，试件a27、试件b28和试件c29的另一端重叠组成试件加载点26，试件a27、试件b28、试件c29和试件加载点26上均设置有应变片36和位移计37，应变片36和位移计37与采集系统连接；地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽2，地槽2上连接有地梁a1和地梁b3；滑轮系统包括滑轮a6、滑轮b7、滑轮c8和滑轮d9，滑轮a6通过连接板a10与圆孔a4连接，滑轮b7和滑轮c8分别通过连接板b11和连接板c12与圆孔b5连接，滑轮b7水平设置，滑轮c8垂直于滑轮b7设置，滑轮d9通过连接板d13与立柱14的侧面垂直连接，立柱14与地梁b3垂直连接；加载系统包括连接在反力墙16上的MTS作动器15，MTS作动器15的加载端连接有端板a17，端板a17上设置有耳板18，耳板18设置有圆孔c19；传感器系统包括力传感器21，力传感器21的两端分别连接有一对连接工装25，一个连接工装25与试件加载点26连接，另一个连接工装25连接钢丝绳a20的一端，钢丝绳a20依次绕过滑轮a6、滑轮b7、滑轮c8和滑轮d9，钢丝绳a20的另一端与圆孔c19连接；采集系统为TDS602数据采集仪；滑轮d9与MTS作动器15加载端等高；试件加载点26与一个连接工装25的圆孔d33通过钢丝绳b34连接，另一个连接工装25的圆孔c19连接钢丝绳a20的一端；丝绳a20和钢丝绳b34的连接端均设置有U型夹具35；如图3和图4所示，地梁a1采用双腹板H型钢梁，地梁a1的上下翼缘中间分别设有长圆孔a22，地梁a1在长圆孔a22处均通过锚栓24与地槽2锚接，地梁a1上均匀设置有若干个圆孔a4；如图5和图6所示，地梁b3采用双腹板H型钢梁，地梁b3的上下翼缘中间分别设有长圆孔b23，地梁b3在长圆孔b2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三维空间变角度加载装置，其特征在于：包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a(20)连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；所述实验试件包括试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)，试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)的一端连接在反力墙(16)上，试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)的另一端重叠组成试件加载点(26)，试件a(27)、试件b(28)、试件c(29)和试件加载点(26)上均设置有应变片(36)和位移计(37)，应变片(36)和位移计(37)与采集系统连接；所述地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽(2)，地槽(2)上连接有地梁a(1)和地梁b(3)，地梁a(1)和地梁b(3)上分别均匀设置有若干个圆孔a(4)和圆孔b(5)；所述滑轮系统包括滑轮a(6)、滑轮b(7)、滑轮c(8)和滑轮d(9)，滑轮a(6)通过连接板a(10)与圆孔a(4)连接，滑轮b(7)和滑轮c(8)分别通过连接板b(11)和连接板c(12)与圆孔b(5)连接，滑轮b(7)水平设置，滑轮c(8)垂直于滑轮b(7)设置，滑轮d(9)通过连接板d(13)与立柱(14)的侧面垂直连接，立柱(14)还与地梁b(3)垂直连接；所述加载系统包括连接在反力墙(16)上的MTS作动器(15)，MTS作动器(15)的加载端连接有端板a(17)，端板a(17)上设置有耳板(18)，耳板(18)设置有圆孔c(19)；所述传感器系统包括力传感器(21)，力传感器(21)的两端分别连接有一对连接工装(25)，一个连接工装(25)与试件加载点(26)连接，另一个连接工装(25)连接钢丝绳a(20)的一端，钢丝绳a(20)依次绕过滑轮a(6)、滑轮b(7)、滑轮c(8)和滑轮d(9)，钢丝绳a(20)的另一端通过与圆孔c(19)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种三维空间变角度加载装置，其特征在于：包括实验试件、采集系统、地面连接工装系统以及通过钢丝绳a(20)连接的传感器系统、滑轮系统和加载系统；所述实验试件包括试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)，试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)的一端连接在反力墙(16)上，试件a(27)、试件b(28)和试件c(29)的另一端重叠组成试件加载点(26)，试件a(27)、试件b(28)、试件c(29)和试件加载点(26)上均设置有应变片(36)和位移计(37)，应变片(36)和位移计(37)与采集系统连接；所述地面连接工装系统包括若干个相互平行的地槽(2)，地槽(2)上连接有地梁a(1)和地梁b(3)，地梁a(1)和地梁b(3)上分别均匀设置有若干个圆孔a(4)和圆孔b(5)；所述滑轮系统包括滑轮a(6)、滑轮b(7)、滑轮c(8)和滑轮d(9)，滑轮a(6)通过连接板a(10)与圆孔a(4)连接，滑轮b(7)和滑轮c(8)分别通过连接板b(11)和连接板c(12)与圆孔b(5)连接，滑轮b(7)水平设置，滑轮c(8)垂直于滑轮b(7)设置，滑轮d(9)通过连接板d(13)与立柱(14)的侧面垂直连接，立柱(14)还与地梁b(3)垂直连接；所述加载系统包括连接在反力墙(16)上的MTS作动器(15)，MTS作动器(15)的加载端连接有端板a(17)，端板a(17)上设置有耳板(18)，耳板(18)设置有圆孔c(19)；所述传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏超，刘云贺，王振山，马辉，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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