【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及機械試驗設備，尤其涉及靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置。
技術介紹
1、樁基礎由于其施工簡單、承載性能良好、適用性強等優點，已成為海上風電工程領域中使用最廣泛的基礎形式。然而，海上風力機的樁基礎在正常服役期間常受到風荷載、波浪荷載等水平循環荷載的作用。因此，應對水平循環荷載下的樁基礎分析給予高度重視。以海上風電樁基礎為研究對象，采用自主設計的水平加載裝置模擬波浪荷載，結合粒子圖像測速(p?iv)技術開展縮尺模型試驗。著重探究不同幅值的波浪荷載加載過程中，樁周土體的循環變形特征及加載前后，海上風力機樁基礎水平承載能力變化。
2、現有技術中，在進行靜壓沉貫試驗后無法立即進行水平加載試驗，需要工作人員將模型箱手動移動至與水平加載試驗組件處，等待時間較長，導致試驗過程繁瑣且耗費時間長，自動一體化程度低，工作效率不高，因此，提出靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術中存在在進行靜壓沉貫試驗后無法立即進行水平加載試驗，需要工作人員將模型箱手動移動至與水平加載試驗組件處，等待時間較長，導致試驗過程繁瑣且耗費時間長，自動一體化程度低，工作效率不高的缺點，而提出的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，包括實驗臺，所述實驗臺內部設置有傳動機構，所述傳動機構包括實驗臺內部設置的第一伺服電機，所述第一伺服電機的輸出端設
4、所述實驗臺上方設置有靜壓沉貫機構，所述靜壓沉貫機構包括實驗臺上方設置的第一框架，所述第一框架內側設置有加載橫梁，所述加載橫梁下方設置有力與位移傳感器，所述力與位移傳感器遠離加載橫梁的一側固定連接有連接橫梁，所述連接橫梁遠離力與位移傳感器的一側設置有第一桶基，所述實驗臺遠離第一框架的上方設置有水平加載機構，所述水平加載機構包括實驗臺上方設置的第二框架，所述實驗臺與第二框架之間固定連接，所述第二框架上方固定安裝有第二伺服電機，所述第二框架上方設置有垂直升降器，所述第二伺服電機的輸出端設置有電動推桿，所述電動推桿遠離第二伺服電機的一側設置有連接桿，所述連接桿下方設置有第二桶基；
5、其中，所述水平加載機構包含有dynami?ctest動態測控軟件,主要包含常規加載(靜載荷)和通用疲勞加載(循環加載)，靜載荷可以通過位移和荷載控制，通用疲勞加載波形含有正弦波、方波、三角波、鋸齒波(含組合波形)等各種波形的動態疲勞試驗要求，可以對加載頻率(0-100hz)、加載次數、加載幅值等進行調節。dynami?ctest動態測控平臺軟件可支持試驗項目管理、試驗數據上傳、在線p?id參數調定、動態數據顯示與保存、傳感器標定等各項試驗功能；
6、所述模型箱試驗模型箱為四面封閉、上部開口的長方體，模型箱長80cm、寬50cm、高60cm、壁厚1.5cm。模型樁距離模型箱邊界為20d(d為模型樁直徑20mm)，可忽略邊界效應的影響。模型箱材料為有機玻璃，其具有良好的透光性，能極大程度提高照片的清晰度，減小環境誤差。
7、上述技術方案進一步包括：
8、所述實驗臺內部開設有方槽，所述第一伺服電機固定安裝在方槽內部，所述螺紋桿與方槽之間轉動連接，所述移動塊與方槽之間滑動連接。
9、所述實驗臺與第一框架之間固定連接，所述第一框架外側設置有用于控制機械啟動的控制面板，所述第一桶基與連接橫梁之間通過拉桿連接，所述第一桶基內部開設有排氣孔，所述排氣孔方便在靜壓過程中將第一桶基內部空氣排出。
10、所述第二框架靠近連接桿的一側設置有拉壓傳感器，所述第二框架靠近拉壓傳感器的一側設置有位移傳感器。
11、所述連接桿遠離第二框架的一側設置有傾角傳感器。
12、所述實驗臺上方靠近第二框架的一側固定連接有防板，所述防板對稱設置有兩組且能夠保證模型箱的移動時位置不偏移，所述防板靠近實驗臺的一側設置有模型箱位置定位器。
13、所述實驗臺上方設置有led燈。
14、所述實驗臺上方遠離led燈的一側固定連接有支撐架，所述支撐架遠離實驗臺的一側設置有ccd相機；
15、其中，所述charge?coup?led?devi?ce(ccd)工業相機用于采集桶形基礎在砂土中靜壓沉貫及水平受荷過程中的實時圖像，根據精度要求，相機連續圖像記錄最大速度為870張/分鐘。
16、所述實驗臺靠近第一框架的一側上方設置有控制系統組件；
17、其中，所述控制系統組件可以控制圖像處理系統，它主要包含p?i?vvi?ew2c和后處理軟件tecp?l?ot?10實現的，它的基本原理是通過選取不同時刻位移發生前后的兩張捕捉圖像，基于數字相關算法和光學灰度色標的分析系統，采用了最為先進的數字圖像匹配技術，以高質量的成像技術為基礎并融合了亮度色標科技成果，通過待測區域的兩幀圖像的關聯，分析實現二維或三維變形場的實時觀測。
18、本專利技術具備以下有益效果：
19、1、本專利技術中，通過集成靜壓沉貫機構和水平加載機構于同一實驗臺上，并配備傳動機構實現模型箱的自動移動，本專利技術顯著提高了試驗效率，工作人員無需手動移動模型箱，從而減少了等待時間，使得試驗過程更加流暢和高效，從而實現波浪荷載下海上風力機樁基礎的試驗。
20、2、本專利技術中，將靜壓沉貫和水平加載兩種試驗功能整合在一起，形成了一個完整的試驗系統。這種一體化設計不僅簡化了試驗流程，還提高了試驗的準確性和可靠性，通過配備力與位移傳感器、拉壓傳感器、位移傳感器和傾角傳感器等多種傳感器，本專利技術能夠實時采集和記錄試驗過程中的各種數據。這些數據為后續的試驗分析和研究提供了寶貴的信息。
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1.靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，包括實驗臺(1)，其特征在于，所述實驗臺(1)內部設置有傳動機構，所述傳動機構包括實驗臺(1)內部設置的第一伺服電機(3)，所述第一伺服電機(3)的輸出端設置有螺紋桿(4)，所述螺紋桿(4)遠離第一伺服電機(3)的一側螺紋連接有移動塊(5)，所述移動塊(5)上方固定連接有模型箱(6)，所述傳動機構運行使得模型箱(6)由靜止狀態轉變為移動狀態；
2.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)內部開設有方槽(2)，所述第一伺服電機(3)固定安裝在方槽(2)內部，所述螺紋桿(4)與方槽(2)之間轉動連接，所述移動塊(5)與方槽(2)之間滑動連接。
3.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)與第一框架(7)之間固定連接，所述第一框架(7)外側設置有用于控制機械啟動的控制面板，所述第一桶基(11)與連接橫梁(10)之間通過拉桿連接，所述第一桶基(11)內部開設有排氣孔(12)，所述排氣孔(12)方便在靜壓過程中將第一桶基(11)內部空氣排出。p>
4.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述第二框架(13)靠近連接桿(19)的一側設置有拉壓傳感器(17)，所述第二框架(13)靠近拉壓傳感器(17)的一側設置有位移傳感器(18)。
5.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述連接桿(19)遠離第二框架(13)的一側設置有傾角傳感器(20)。
6.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)上方靠近第二框架(13)的一側固定連接有防板(22)，所述防板(22)對稱設置有兩組且能夠保證模型箱(6)的移動時位置不偏移，所述防板(22)靠近實驗臺(1)的一側設置有模型箱位置定位器(26)。
7.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)上方設置有LED燈(23)。
8.根據權利要求7所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)上方遠離LED燈(23)的一側固定連接有支撐架(24)，所述支撐架(24)遠離實驗臺(1)的一側設置有CCD相機(25)。
9.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)靠近第一框架(7)的一側上方設置有控制系統組件(27)。
...【技術特征摘要】
1.靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，包括實驗臺(1)，其特征在于，所述實驗臺(1)內部設置有傳動機構，所述傳動機構包括實驗臺(1)內部設置的第一伺服電機(3)，所述第一伺服電機(3)的輸出端設置有螺紋桿(4)，所述螺紋桿(4)遠離第一伺服電機(3)的一側螺紋連接有移動塊(5)，所述移動塊(5)上方固定連接有模型箱(6)，所述傳動機構運行使得模型箱(6)由靜止狀態轉變為移動狀態；
2.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)內部開設有方槽(2)，所述第一伺服電機(3)固定安裝在方槽(2)內部，所述螺紋桿(4)與方槽(2)之間轉動連接，所述移動塊(5)與方槽(2)之間滑動連接。
3.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述實驗臺(1)與第一框架(7)之間固定連接，所述第一框架(7)外側設置有用于控制機械啟動的控制面板，所述第一桶基(11)與連接橫梁(10)之間通過拉桿連接，所述第一桶基(11)內部開設有排氣孔(12)，所述排氣孔(12)方便在靜壓過程中將第一桶基(11)內部空氣排出。
4.根據權利要求1所述的靜壓沉貫和水平加載一體化試驗裝置，其特征在于，所述第二框架(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任淼，陳俊博，王新生，武瑞娟，黃小杰，
申請(專利權)人：鄭州信息科技職業學院，
類型：發明
國別省市：
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