【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于土木工程，具體是一種土木工程類實驗用復合加載裝置。
技術介紹
1、隨著土木工程技術的不斷發展，對結構件在復雜受力條件下的力學性能研究需求日益增加。傳統的單一加載方式如僅進行豎向加載或橫向加載已難以滿足現代土木工程實驗的需求。因此，復合加載裝置應運而生。這種裝置通過集成多種加載機構，能夠模擬實際工程中的多向受力情況，為土木工程結構的設計、優化和安全性評估提供更為全面和準確的實驗數據。
2、通過設計合理的加載機構，如液壓缸、伺服電機等，實現對試驗件的多向加載。這些加載機構可以獨立或協同工作，以模擬實際工程中的復雜受力狀態。采用先進的控制系統如plc、計算機控制等，實現對加載過程的精確控制。這包括加載速度、加載力值、加載時間等參數的精確調節，以確保實驗結果的準確性和可靠性。最后利用傳感器、數據采集卡等設備，實時記錄實驗過程中的各項數據，如加載力值、變形量、應力分布等。隨后，通過專業的數據分析軟件對數據進行處理和分析，以評估試驗件的力學性能。盡管復合加載裝置在土木工程實驗中具有廣泛的應用前景和重要的研究價值，但在實際應用過程中仍存在一些問題，由于復合加載實驗需要模擬實際工程中的多向受力情況，因此其實驗周期相對較長。這可能導致實驗效率較低，無法滿足一些緊急或快速響應的研究需求。
3、綜上所述，復合加載裝置實驗周期長導致的效率低已經成為該領域技術人員急需解決的問題。因此，有必要提出一種土木工程類實驗用復合加載裝置。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種土木工程類實驗用復合加載裝置，包括實驗箱體和箱門，箱門鉸接于實驗箱體外壁一側，實驗箱體內頂壁固定連接有若干電缸，電缸的輸出端固定連接有擠壓板，實驗箱體內側壁上固定連接有液壓缸組，其特征在于：液壓缸組上開有若干多力插口，液壓缸組的輸出端均位于多力插口內，多力插口上可拆卸連接有若干聯動桿，聯動桿上開有若干距離插口，距離插口上可拆卸連接有若干伸縮桿，伸縮桿均轉動連接有用于調整擠壓力方向的擠壓桿，擠壓桿的另一端均可拆卸連接有用于更換不同形狀的擠壓頭。
3、實驗箱體內底壁固定連接有直線電機組，直線電機組的輸出端均固定連接有旋轉電機，旋轉電機的輸出端均固定連接有限位板，限位板上開有限位槽，限位槽內可拆卸連接有若干樣本，箱門上固定連接有控制器，電缸、液壓缸組、直線電機和旋轉電機均與控制器信號連接。
4、采用上述方案后實現了以下原理以及有益效果：
5、基本原理：液壓缸組上設置的多力插口允許可拆卸地連接多個聯動桿，這些聯動桿進而可以連接不同數量和長度的伸縮桿。伸縮桿的設計使得實驗人員可以根據需要調整加載點的位置和距離，以適應不同尺寸的樣本和實驗需求。伸縮桿的另一端轉動連接著擠壓桿，擠壓桿上又可拆卸地連接著不同形狀的擠壓頭。這種設計使得實驗人員能夠根據需要更換不同形狀和尺寸的擠壓頭，以模擬不同的加載條件和樣本形狀。
6、電缸固定在實驗箱體內頂壁，通過其輸出端的擠壓板提供豎向加載。液壓缸組通過聯動桿和伸縮桿等組件，實現對樣本的側向或斜向加載，模擬實際工程中的復雜受力情況。直線電機組負責在水平方向上移動旋轉電機及其所連接的樣本，使得樣本可以在實驗箱體內進行位置調整。旋轉電機則負責驅動樣本進行旋轉，以模擬實際工程中的旋轉受力情況或進行特定的力學性能測試。
7、箱門上固定的控制器與電缸、液壓缸組、直線電機和旋轉電機均信號連接。通過控制器，實驗人員可以精確控制各個加載機構的運動參數，如加載速度、加載力值、加載時間等，以及樣本的位置和旋轉角度。控制器還可以接收來自傳感器的反饋信號，實時監測實驗過程中的各項數據，確保實驗的準確性和安全性。
8、有益效果：
9、1、本專利技術通過聯動桿、伸縮桿、擠壓桿和擠壓頭的可拆卸連接，本專利技術實現了加載機構的模塊化設計。這種設計使得實驗人員可以根據實驗需求快速更換不同形狀和尺寸的擠壓頭，以及調整聯動桿和伸縮桿的長度和方向，從而適應相同樣本的不同實驗切片條件。
10、2、本專利技術結合了液壓缸組、電缸、直線電機和旋轉電機的協同作用，實現了對樣本的多向加載。這種加載方式能夠更真實地模擬實際工程中的復雜受力情況，為土木工程結構的設計、優化和安全性評估提供更為全面和準確的實驗數據。
11、3、本專利技術通過同時放置多個樣本在限位槽內，并利用控制器對加載機構和樣本位置的精確控制，本專利技術實現了對多個樣本的同時實驗。這不僅縮短了實驗周期，還提高了實驗效率，使得實驗人員能夠在更短的時間內獲取更多的實驗數據。
12、進一步，樣本上均固定連接有電渦流傳感器和壓電加速度計，電渦流傳感器和壓電加速度計均與控制器信號連接。
13、有益效果：電渦流傳感器能夠精確測量樣本在實驗過程中的微小變形，而壓電加速度計則能準確捕捉樣本的振動加速度。這些高精度測量數據為實驗結果的準確性提供了有力保障。傳感器與控制器之間的信號連接確保了實驗數據的實時傳輸和處理。實驗人員可以即時獲取樣本的應力、應變及振動加速度等信息，從而及時調整實驗參數或采取相應措施，避免實驗過程中的潛在風險。
14、進一步，實驗箱體遠離箱門的內側壁上固定連接有若干用于拍攝樣本形變影像的攝像頭。
15、有益效果：攝像頭能夠實時捕捉并記錄樣本在實驗加載過程中的形變情況，包括形變的大小、方向和速度等。這種直觀的視覺記錄有助于實驗人員更準確地觀察和分析樣本的力學性能變化。結合傳感器采集的應力、應變等實驗數據，攝像頭拍攝的形變影像可以為數據分析提供更為全面的信息。實驗人員可以通過對比和分析形變影像與實驗數據，更深入地理解樣本在復雜受力條件下的力學響應特性。
16、進一步，控制器上設有顯示屏，攝像頭拍攝的樣本形變影像傳送到控制器中，通過預設的圖像處理算法進行邊緣檢測、形變量計算及動態分析，實時監測多個樣本在不同加載條件下的形變情況，并將分析結果以圖形展示在控制器的顯示屏上。
17、有益效果：傳統的形變監測方法往往需要實驗人員手動測量和記錄數據，不僅耗時耗力，還容易引入人為誤差。而通過攝像頭和圖像處理算法的實時監測，實驗人員可以即時獲取樣本的形變信息，大大提高了實驗效率。
18、進一步，電渦流傳感器和壓電加速度計得到實驗數據傳輸到控制器通過實時采集實驗過程中的應力、應變及振動加速度實驗數據，并將實驗數據轉換為數字信號后，傳輸到控制器，控制器利用預設的數據分析算法對實驗數據進行濾波、去噪和統計分析處理，獲取樣本的力學響應特性如應力-應變曲線和振動頻率。
19、有益效果：控制器利用預設的數據分析算法對實驗數據進行濾波、去噪和統計分析處理，有效消除了數據中的噪聲和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種土木工程類實驗用復合加載裝置，包括實驗箱體(1)和箱門(2)，箱門(2)鉸接于實驗箱體(1)外壁一側，實驗箱體(1)內頂壁固定連接有若干電缸(7)，電缸(7)的輸出端固定連接有擠壓板(8)，實驗箱體(1)內側壁上固定連接有液壓缸組(10)，其特征在于：液壓缸組(10)上開有若干多力插口(14)，液壓缸組(10)的輸出端均位于多力插口(14)內，多力插口(14)上可拆卸連接有若干聯動桿(6)，聯動桿(6)上開有若干距離插口(11)，距離插口(11)上可拆卸連接有若干伸縮桿(12)，伸縮桿(12)均轉動連接有用于調整擠壓力方向的擠壓桿(13)，擠壓桿(13)的另一端均可拆卸連接有用于更換不同形狀的擠壓頭(20)；
2.根據權利要求1所述的土木工程類實驗用復合加載裝置，其特征在于：樣本(9)上均固定連接有電渦流傳感器和壓電加速度計，電渦流傳感器和壓電加速度計均與控制器(4)信號連接。
3.根據權利要求2所述的土木工程類實驗用復合加載裝置，其特征在于：實驗箱體(1)遠離箱門(2)的內側壁上固定連接有若干用于拍攝樣本(9)形變影像的攝像頭(21)。
<...【技術特征摘要】
1.一種土木工程類實驗用復合加載裝置，包括實驗箱體(1)和箱門(2)，箱門(2)鉸接于實驗箱體(1)外壁一側，實驗箱體(1)內頂壁固定連接有若干電缸(7)，電缸(7)的輸出端固定連接有擠壓板(8)，實驗箱體(1)內側壁上固定連接有液壓缸組(10)，其特征在于：液壓缸組(10)上開有若干多力插口(14)，液壓缸組(10)的輸出端均位于多力插口(14)內，多力插口(14)上可拆卸連接有若干聯動桿(6)，聯動桿(6)上開有若干距離插口(11)，距離插口(11)上可拆卸連接有若干伸縮桿(12)，伸縮桿(12)均轉動連接有用于調整擠壓力方向的擠壓桿(13)，擠壓桿(13)的另一端均可拆卸連接有用于更換不同形狀的擠壓頭(20)；
2.根據權利要求1所述的土木工程類實驗用復合加載裝置，其特征在于：樣本(9)上均固定連接有電渦流傳感器和壓電加速度計，電渦流傳感器和壓電加速度計均與控制器(4)信號連接。
3.根據權利要求2所述的土木工程類實驗用復合加載裝置，其特征在于：實驗箱體(1)遠離箱門(2)的內側壁上固定連接有若干用于拍攝樣本(9)形變影像的攝像頭(21)。
4.根據權利要求3所述的土木工程類實驗用復合加載裝置，其特征在于：控制器(4)上設有顯示屏(3)，攝像頭(21)拍攝的樣本(9)形變影像傳送到控制器(4)中，通過預設的圖像處理算法進行邊緣檢測、形變量計算及動態分析，實時監測多個樣本(9...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳安全，汪川莉，范秀娟，雷蕓，
申請(專利權)人：內江師范學院，
類型：發明
國別省市：
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