一种立方结构内腔四面刚度测量装置，属于刚度测量的技术领域；包括：支架；承载结构，承载结构用于对待测元件内腔进行加载；相对设置的2个移动机构，移动机构用于驱动承载结构对待测元件内腔进行加载；试样安装固定平台，试样安装固定平台用于放置待测元件；传感单元，传感器用于测量所需实验数据；控制单元，控制单元控制移动机构调整对待测元件的加载载荷，并对传感器测量的所述实验数据加以保存并以文件输出。本发明专利技术可以同时对试样内腔两面加载，也可以同时对试样内腔四面加载，获得结构真实刚度值；利用载荷位移标定方法和装置，确保立方结构内腔测量刚度值的真实性和准确性。保立方结构内腔测量刚度值的真实性和准确性。保立方结构内腔测量刚度值的真实性和准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种立方结构内腔四面刚度测量装置
[0001]本专利技术涉及刚度测量的
，具体涉及一种立方结构内腔四面刚度测量装置。
技术介绍
[0002]工业应用中，有很多柔性夹持固定的案例，如航天插头安装、核反应堆燃料棒在组件中的约束。这种固定模式既要保证足够的约束力，防止元件松动，又不能因为过大的载荷损坏元件表面，所以需要测试获得结构内腔的刚度特性，而且模拟内腔插管时的真实状态。
[0003]常规测量刚度的方法是使用万能试验机，通过工装夹具加载获得内腔单面的刚度值。这种方法不能直接反映复杂弹性结构内腔约束受力下的变形规律，需要测量立方结构内腔四面同时受力时的变形特性。而且内腔结构复杂，尺寸限制，以及变形量比较微小等特点，需要专用匹配的高精度刚度测量装置，具有易安装拆卸、可以现场试验等特点。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种立方结构内腔四面刚度测量装置，能够准确测量获得立方结构内腔四面同时受力后的变形量以及载荷值，高精度的获得内腔变形刚度值。
[0005]为了达到上述专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种立方结构内腔四面刚度测量装置，包括：
[0007]支架，所述支架用于固定支撑；
[0008]承载结构，所述承载结构用于对待测元件内腔进行加载；
[0009]相对设置的2个移动机构，所述移动机构固定安装在所述支架上，所述承载结构位于2个所述移动机构之间，2个所述移动机构均与所述承载结构驱动连接；所述移动机构用于驱动所述承载结构对待测元件内腔进行加载；
[0010]试样安装固定平台，所述试样安装固定平台位于所述承载结构正下方；所述试样安装固定平台用于放置待测元件；
[0011]传感单元，所述传感单元包括多个设置在所述承载结构上的传感器；所述传感器用于测量所需实验数据；
[0012]控制单元，所述控制单元分别与所述移动机构、所述传感器信号连接；所述控制单元控制所述移动机构调整对待测元件的加载载荷，并对所述传感器测量的所述实验数据加以保存并以文件输出。
[0013]进一步地，，所述承载结构包括加载杆、加载体、加载导杆中轴和加载部；
[0014]所述加载体为2个，分别设定为第一加载体和第二加载体；所述加载部位于所述第一加载体和所述第二加载体之间，并分别与所述第一加载体铰接、所述第二加载体连接；所述加载部用于对待测元件内腔进行加载；
[0015]所述加载杆为2个，分别设定为第一加载杆和第二加载杆；
[0016]所述第一加载体和所述第二加载体可滑动地设置在所述加载导杆中轴上，其中，所述加载导杆中轴的两端分别穿过所述第一加载体与所述第二加载体；
[0017]所述第一加载体和所述第二加载体分别与第一加载杆、第二加载杆驱动连接；
[0018]所述第一加载杆、所述第二加载杆与2个移动机构对应驱动连接。
[0019]进一步地，所述加载部包括4组加载组件，其中，4组所述加载组件互不交叉；
[0020]所述加载组件包括接触承载面以及相对接触承载面对称设置的第一承载力臂和第二承载力臂，所述第一承载力臂的第一端与所述第一加载体铰接，所述第一承载力臂的第二端与所述接触承载面铰接；所述接触承载面远离所述第一承载力臂的一端与所述第二承载力臂的第一端铰接，所述第二承载力臂的第二端与所述第二载体铰接；
[0021]其中，4组所述加载组件的第一承载力臂的第一端均汇集至所述第一加载体处，4组所述加载组件的第二承载力臂的第一端均汇集至所述第二加载体处；
[0022]4组所述加载组件中的所述接触承载面分别与所述待测元件内腔的4个面相对应。
[0023]进一步地，所述移动机构包括加载步进电机组件和传动连接旋块组件；
[0024]所述加载步进电机组件包括电机和加载步进电机丝杆，所述电机固定在支架上，所述电机输出端与所述加载步进电机丝杆的一端固定连接，所述加载步进电机丝杆的另一端为自由端；所述加载步进电机丝杆与所述支架转动连接；
[0025]所述传动连接旋块组件包括外壳和内置旋块，所述加载步进电机丝杆的自由端穿过所述外壳与所述内置旋块螺纹配合；所述内置旋块在所述外壳的凹槽中，所述凹槽限制所述内置旋块转动；
[0026]2个所述移动机构中的外壳分别与所述第一加载杆、所述第二加载杆驱动连接；
[0027]所述内置旋块受所述外壳约束不发生转动，并在所述加载步进电机丝杠带动下做远离或靠近所述加载组件的运动。
[0028]进一步地，所述支架包括底座高度调节机构、底板、立柱和固定边框；所述底座高度调节机构为4个，4个所述底座高度调节机构分别安装在所述底板的4个角上；所述立柱为4个，所述底板远离所述底座高度调节机构的一面与所述立柱的一端连接，4个所述立柱分别连接在所述底板的4个角，所述立柱的另一端与所述固定边框连接，4个所述立柱分别连接在所述固定边框的4个角上；所述固定边框被所述加载步进电机丝杆穿过与所述电机的输出端连接。
[0029]进一步地，所述试样安装固定平台包括试样放置平台、试样放置平台底座和试样平台高度调节机构；所述试样放置平台与所述试样平台高度调节机构连接，所述试样平台高度调节机构与所述试样放置平台底座连接，所述试样放置平台底座与所述底板连接；所述试样安装固定平台位于所述承载结构正下方。
[0030]进一步地，所述多个传感器包括第一载荷传感器、第二载荷传感器、位移传感器和载荷测量用应变片；
[0031]其中，所述传动连接旋块组件为2个，分别设定为第一传动连接旋块组件和第二传动连接旋块组件；
[0032]所述第一载荷传感器安装在所述第一加载杆上，位于所述第一传动连接旋块组件的外壳与所述第一加载体之间；所述第二载荷传感器安装在所述第二加载杆上，位于所述第二传动连接旋块组件的外壳与所述第二加载体之间；
[0033]所述载荷测量用应变片为多个，多个所述载荷测量用应变片分别设置在所述承载力臂上，用于精确测量承载力臂上的内力；
[0034]所述位移传感器用固定支架安装固定在所述第一加载体/所述第二加载体上，用于测量加载变形量。
[0035]进一步地，所述控制单元包括控制柜和控制计算机；所述电机与所述控制柜信号连接，所述位移传感器与所述控制柜信号连接，所述第一载荷传感器和所述第二载荷传感器与所述控制柜信号连接，所述载荷测量用应变片与所述控制柜信号连接；所述控制计算机与所述控制柜连接进行集成控制。
[0036]进一步地，还包括载荷位移标定机构，所述载荷位移标定机构包括已知刚度的标准弹簧和弹簧标定固定板；弹簧标定固定板固定所述标准弹簧，所述标准弹簧与所述接触承载面接触
[0037]有益效果：
[0038]与常规单面加载测量刚度值相比，本专利技术可以同时对试样内腔两面加载，也可以同时对试样内腔四面加载，获得结构真实刚度值。
[0039]本专利技术包括载荷位移标定方法和装置，确保立方结构内腔测量刚度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种立方结构内腔四面刚度测量装置，其特征在于，包括：支架，所述支架用于固定支撑；承载结构，所述承载结构用于对待测元件内腔进行加载；相对设置的2个移动机构，所述移动机构固定安装在所述支架上，所述承载结构位于2个所述移动机构之间，2个所述移动机构均与所述承载结构驱动连接；所述移动机构用于驱动所述承载结构对待测元件内腔进行加载；试样安装固定平台，所述试样安装固定平台位于所述承载结构正下方；所述试样安装固定平台用于放置待测元件；传感单元，所述传感单元包括多个设置在所述承载结构上的传感器；所述传感器用于测量所需实验数据；控制单元，所述控制单元分别与所述移动机构、所述传感器信号连接；所述控制单元控制所述移动机构调整对待测元件的加载载荷，并对所述传感器测量的所述实验数据加以保存并以文件输出。2.如权利要求1所述的一种立方结构内腔四面刚度测量装置，其特征在于，所述承载结构包括加载杆、加载体、加载导杆中轴和加载部；所述加载体为2个，分别设定为第一加载体和第二加载体；所述加载部位于所述第一加载体和所述第二加载体之间，并分别与所述第一加载体铰接、所述第二加载体连接；所述加载部用于对待测元件内腔进行加载；所述加载杆为2个，分别设定为第一加载杆和第二加载杆；所述第一加载体和所述第二加载体可滑动地设置在所述加载导杆中轴上，其中，所述加载导杆中轴的两端分别穿过所述第一加载体与所述第二加载体；所述第一加载体和所述第二加载体分别与第一加载杆、第二加载杆驱动连接；所述第一加载杆、所述第二加载杆与2个移动机构对应驱动连接。3.如权利要求2所述的一种立方结构内腔四面刚度测量装置，其特征在于，所述加载部包括4组加载组件，其中，4组所述加载组件互不交叉；所述加载组件包括接触承载面以及相对接触承载面对称设置的第一承载力臂和第二承载力臂，所述第一承载力臂的第一端与所述第一加载体铰接，所述第一承载力臂的第二端与所述接触承载面铰接；所述接触承载面远离所述第一承载力臂的一端与所述第二承载力臂的第一端铰接，所述第二承载力臂的第二端与所述第二载体铰接；其中，4组所述加载组件的第一承载力臂的第一端均汇集至所述第一加载体处，4组所述加载组件的第二承载力臂的第一端均汇集至所述第二加载体处；4组所述加载组件中的所述接触承载面分别与所述待测元件内腔的4个面相对应。4.如权利要求3所述的一种立方结构内腔四面刚度测量装置，其特征在于，所述移动机构包括加载步进电机组件和传动连接旋块组件；所述加载步进电机组件包括电机和加载步进电机丝杆，所述电机固定在支架上，所述电机输出端与所述加载步进电机丝杆的一端固定连接，所述加载步进电机丝杆的另一端为自由端；所述加载步进电机丝杆与所述支架转动连接；所述传动连接旋块组件包括外壳和内...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓静，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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