本发明专利技术公开了一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置，包括平衡框、千斤顶、曲边加载端夹具、支撑框和曲边固定端夹具；平衡框包括水平钢梁和间隔设置在水平钢梁一侧的两个三角形反力撑，两个三角形反力撑的水平面分别与水平钢梁的表面贴合且通过螺栓连接，两个三角形反力撑的竖直面相对设置；千斤顶一端与一个三角形反力撑的竖直面固连，千斤顶另一端与曲边加载端夹具固连，千斤顶与曲边加载端夹具之间夹设有压力传感器，压力传感器与仪表显示器电连接；曲边固定端夹具与另一个三角形反力撑的竖直面固连，支撑框与水平钢梁固连，且支撑框位于曲边加载端夹具和曲边固定端夹具之间。本发明专利技术的结构简单，降低了加筋圆柱曲板屈曲试验的成本。本。本。
【技术实现步骤摘要】
一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置及方法
[0001]本专利技术涉及屈曲试验
，特别是涉及一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置及方法。
技术介绍
[0002]加筋圆柱壳在航空航天、导弹、潜艇、石油化工、冶金行业等领域有广泛的应用。新型干式煤气柜属于一种储存气体燃料的大型特种钢结构。其柜体属于一种大型薄壁加筋圆柱壳，承受上部柜顶重力、内部煤气压力和外部风荷载的作用，在组合荷载作用下柜体的屈曲实验研究显得尤为复杂和有意义。由于采用原型结构试验存在成本高、周期长和难度大等条件限制，所以需要开展轴压与侧压组合荷载作用大型薄壁加筋圆柱曲板与圆柱壳的缩尺模型屈曲实验研究显得非常必要。
[0003]现有技术中受轴压荷载与外部侧压荷载组合作用的加筋圆柱曲板与圆柱壳屈曲试验装置和试验方法的研究较少；并且这些组合荷载屈曲试验装置主要应用于海洋和航空航天结构，其制作精细因而生产成本较高。为了能够解决新型煤气柜柜体
‑
加筋圆柱壳与圆柱曲板屈曲试验验证和安全评估；推进气柜向大型化、高压化和高性能方向发展，满足气柜柜体结构设计的试验校核需求；并保证柜体在轴向压缩和外部侧压组合荷载作用下屈曲试验的准确性与可靠性，亟需专利技术一种适用于新型干式煤气柜柜体受轴压和外部侧压组合荷载作用的屈曲试验装置和试验方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，降低加筋圆柱曲板屈曲试验的成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置，包括平衡框、千斤顶、曲边加载端夹具、支撑框和曲边固定端夹具；所述平衡框包括水平钢梁和间隔设置在所述水平钢梁一侧的两个三角形反力撑，两个所述三角形反力撑的水平面分别与所述水平钢梁的表面贴合且通过螺栓连接，两个所述三角形反力撑的竖直面相对设置；所述千斤顶一端与一个所述三角形反力撑的竖直面固连，所述千斤顶另一端与所述曲边加载端夹具固连，所述千斤顶与所述曲边加载端夹具之间夹设有压力传感器，所述压力传感器与仪表显示器电连接；所述曲边固定端夹具与另一个所述三角形反力撑的竖直面固连，所述支撑框与所述水平钢梁固连，且所述支撑框位于所述曲边加载端夹具和所述曲边固定端夹具之间；
[0007]加筋圆柱曲板试件的两个曲边分别焊接有圆弧形加强板，所述加筋圆柱曲板试件上的曲边和纵向加强筋的端部分别与所述圆弧形加强板焊接，所述曲边加载端夹具用于夹紧所述加筋圆柱曲板试件的一个曲边，所述曲边固定端夹具用于夹紧所述加筋圆柱曲板试件另一个曲边，所述加筋圆柱曲板试件的两个直边分别通过夹紧夹具夹紧在所述支撑框上。
[0008]优选的，所述三角形反力撑的竖直面和所述压力传感器分别通过一个连接件与所述千斤顶固连。
[0009]优选的，所述曲边加载端夹具包括方形钢板、梯形钢板、矩形钢板、第一圆弧曲板和圆弧盖板，所述方形钢板和所述矩形钢板均竖直，所述梯形钢板水平，所述梯形钢板一端与所述方形钢板的中部焊接、另一端与所述矩形钢板的中部焊接，所述第一圆弧曲板焊接在所述矩形钢板远离所述梯形钢板的一侧，所述第一圆弧曲板与所述矩形钢板垂直；所述第一圆弧曲板上均匀设置有多个第一螺栓孔，由所述曲边加载端夹具所夹紧的所述圆弧盖板、所述曲边及所述圆弧盖板上分别设置有与多个所述第二螺栓孔一一对应的通孔。
[0010]优选的，所述曲边固定端夹具包括固定板、第二圆弧曲板和圆弧盖板，所述第二圆弧曲板固设在所述固定板的一侧，所述第二圆弧曲板上均匀设置有多个第二螺栓孔，由所述曲边固定端夹具所夹紧的所述圆弧盖板、所述曲边及所述圆弧盖板上分别设置有与多个所述第二螺栓孔一一对应的通孔。
[0011]优选的，所述支撑框包括四个下层横向支撑杆、两个下层纵向支撑杆、八个竖向支撑杆、两个上层横向支撑杆和两个上层纵向支撑杆，四个所述下层横向支撑杆均匀间隔分布，所述下层横向支撑杆一端与一个所述下层纵向支撑杆焊接，另一端与另一个所述下层纵向支撑杆焊接；四个所述竖向支撑杆的底端与一个所述下层纵向支撑杆焊接，另四个所述竖向支撑杆的底端与另一个所述下层纵向支撑杆焊接；四个所述竖向支撑杆的顶端与一个所述上层纵向支撑杆焊接，另四个所述竖向支撑杆的顶端与另一个所述上层纵向支撑杆焊接；所述上层横向支撑杆一端与一个所述竖向支撑杆焊接、另一端与另一个所述竖向支撑杆焊接，且所述上层横向支撑杆低于所述竖向支撑杆的顶端；所述下层纵向支撑杆和所述上层纵向支撑杆的长度方向与所述水平钢梁的长度方向平行。
[0012]优选的，四个所述下层横向支撑杆、两个所述下层纵向支撑杆和两个所述上层横向支撑杆均为角钢，八个所述竖向支撑杆和两个所述上层纵向支撑杆均为槽钢。
[0013]优选的，四个所述下层横向支撑杆通过螺栓与所述水平钢梁连接。
[0014]优选的，所述夹紧夹具为G字型夹具。
[0015]本专利技术还提供一种加筋圆柱曲板屈曲试验方法，首先在加筋圆柱曲板试件的蒙皮内外侧和加劲肋上布置应变片；然后在所述加筋圆柱曲板试件的轴向加载端布置位移计，在所述加筋圆柱曲板试件的内侧中间位置布置位移计；然后利用千斤顶对所述加筋圆柱曲板试件先施加轴向荷载，所施加轴向力通过所述加筋圆柱曲板试件轴向横截面的形心；再利用铁砂袋对所述加筋圆柱曲板试件上部外侧施加侧压荷载。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]本专利技术的加筋圆柱曲板屈曲试验装置及方法的结构简单，成本低，降低了加筋圆柱曲板屈曲试验的成本。本专利技术的加筋圆柱曲板屈曲试验装置及方法中加筋圆柱曲板试件的圆心角呈120
°
，这样的典型试件既能体现加筋圆柱壳结构的典型特征又节省了材料。加筋圆柱曲板试件曲边和直边的夹具设计简便，操作简单可行，夹持紧密可靠。考虑典型试件曲边和直边的边界效应，试件曲边设置过渡段、直边布置合适的加强板条，保证试件首先在试件中部考核区先发生屈曲失稳。轴压与侧压组合作用下加筋圆柱曲板屈曲试验装置，无需借助承力墙和承力地面来承受或传递荷载，属于自平衡装置。将典型试件的轴压
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侧压组合荷载的耦合作用，解耦和简化为先施加轴压、再施加侧压的作用。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术加筋圆柱曲板屈曲试验装置的结构示意图；
[0020]图2为本专利技术加筋圆柱曲板屈曲试验装置中加筋圆柱曲板试件的结构示意图；
[0021]图3为本专利技术加筋圆柱曲板屈曲试验装置中平衡框的结构示意图；
[0022]图4为本专利技术加筋圆柱曲板屈曲试验装置中支撑框的结构示意图；
[0023]图5为本专利技术加筋圆柱曲板屈曲试验装置中曲边固定端夹具的结构示意图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种加筋圆柱曲板屈曲试验装置，其特征在于：包括平衡框、千斤顶、曲边加载端夹具、支撑框和曲边固定端夹具；所述平衡框包括水平钢梁和间隔设置在所述水平钢梁一侧的两个三角形反力撑，两个所述三角形反力撑的水平面分别与所述水平钢梁的表面贴合且通过螺栓连接，两个所述三角形反力撑的竖直面相对设置；所述千斤顶一端与一个所述三角形反力撑的竖直面固连，所述千斤顶另一端与所述曲边加载端夹具固连，所述千斤顶与所述曲边加载端夹具之间夹设有压力传感器，所述压力传感器与仪表显示器电连接；所述曲边固定端夹具与另一个所述三角形反力撑的竖直面固连，所述支撑框与所述水平钢梁固连，且所述支撑框位于所述曲边加载端夹具和所述曲边固定端夹具之间；加筋圆柱曲板试件的两个曲边分别焊接有圆弧形加强板，所述加筋圆柱曲板试件上的曲边和纵向加强筋的端部分别与所述圆弧形加强板焊接，所述曲边加载端夹具用于夹紧所述加筋圆柱曲板试件的一个曲边，所述曲边固定端夹具用于夹紧所述加筋圆柱曲板试件另一个曲边，所述加筋圆柱曲板试件的两个直边分别通过夹紧夹具夹紧在所述支撑框上。2.根据权利要求1所述的加筋圆柱曲板屈曲试验装置，其特征在于：所述三角形反力撑的竖直面和所述压力传感器分别通过一个连接件与所述千斤顶固连。3.根据权利要求1所述的加筋圆柱曲板屈曲试验装置，其特征在于：所述曲边加载端夹具包括方形钢板、梯形钢板、矩形钢板、第一圆弧曲板和圆弧盖板，所述方形钢板和所述矩形钢板均竖直，所述梯形钢板水平，所述梯形钢板一端与所述方形钢板的中部焊接、另一端与所述矩形钢板的中部焊接，所述第一圆弧曲板焊接在所述矩形钢板远离所述梯形钢板的一侧，所述第一圆弧曲板与所述矩形钢板垂直；所述第一圆弧曲板上均匀设置有多个第一螺栓孔，由所述曲边加载端夹具所夹紧的所述圆弧盖板、所述曲边及所述圆弧盖板上分别设置有与多个所述第一螺栓孔一一对应的通孔。4.根据权利要求1所述的加筋圆柱曲板屈曲试验装置，其特征在于：所述曲边固定端夹具包括固定板、第二圆弧曲板和圆弧盖板，所述第二圆弧...
【专利技术属性】
技术研发人员：于伟，苏臣，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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