Автоматизированное устройство для испытания плоских конструкций



Автоматизированное устройство для испытания плоских конструкций
Автоматизированное устройство для испытания плоских конструкций
Автоматизированное устройство для испытания плоских конструкций

 


Владельцы патента RU 2509997:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытательным устройствам, и предназначено для проведения испытаний плоских конструкций. Устройство включает силовой пол, надувную камеру, по контуру которой установлены ограничительные элементы, опорные элементы, прикрепленные к силовому полу и компрессор. Дополнительно оно снабжено передвижными рамами, расположенными над испытываемой конструкцией, компьютером, набором измерительных датчиков-тензопреобразователей, установленных на поверхности испытываемой конструкции, а также закрепленных на передвижных рамах, датчиком давления надувной камеры, контроллером и исполнительным устройством. При этом испытываемая конструкция, перевернутая относительно продольной оси на 180°, уложена на надувную камеру, расположенную непосредственно на силовом полу, опорные элементы установлены поверх испытываемой конструкции. При этом процесс нагружения и регистрации показаний измерительных приборов объединен и автоматизирован. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении точности результатов измерения и автоматизации процесса испытаний. 3 ил.

 

Изобретение относится к строительной технике, конкретно к испытательным устройствам, и предназначено для проведения испытаний плоских конструкций (панелей).

Известны различные способы нагружения элементов конструкций и их моделей. Возможно нагружение штучными грузами, когда конструкцию устанавливают на опоры и сверху в определенном порядке укладывают штучные грузы, вес которых заранее известен. При этом величину равномерно распределенной нагрузки можно оценить лишь приближенно. Нагружение гидравлическими домкратами создает локальную нагрузку, при этом требуется наличие силовой рамы или специального испытательного стенда.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков является устройство, описанное в книге Тамплона Ф.Ф. «Металлические ограждающие конструкции», Л.: Стройиздат. Ленингр. Отд-ние. 1988. - 248 с.: ил. ISBN 5-274-00155-6, стр.192. Принятое за прототип устройство содержит надувную резиновую камеру, опорный щит, поперечные опорные балки. На пол устанавливаются поддоны, затем укладывается опорный щит, на который устанавливают надувную резиновую камеру, по контуру которой устанавливаются ограничительные элементы, затем укладываются распределительные доски и опытная конструкция. Над конструкцией подводятся опорные поперечные балки. При нагнетании воздуха в резиновую камеру давление прикладывается с одной стороны к опорному щиту, по бокам к опорным элементам, а с другой стороны к распределительным доскам, через которые нагрузка передается на опытную конструкцию. Давление контролируется гидравлическим манометром.

Недостатками этого устройства являются большое количество деталей и сложность устройства для испытания. Следует отметить также и то, что работа с таким устройством требует большого количества операций, выполняемых в ручном режиме.

Сущность изобретения заключается в создании в испытываемой конструкции напряженно-деформированного состояния эквивалентного возникающему при реальной работе сооружения, в повышении точности результатов измерений при испытании и автоматизации процесса испытания.

Технический результат изобретения - упрощение испытательного устройства, повышение точности результатов измерения и автоматизация процесса испытаний.

Технический результат достигается тем, что в известном автоматизированном устройстве для испытания плоских конструкций, включающем силовой пол, опорный щит с уложенной на него надувной камерой, по контуру которой установлены ограничительные элементы, опорные элементы, установленные сверху испытываемой конструкции и прикрепленные через тяги к силовому полу, компрессор, особенностью является то, что оно дополнительно снабжено передвижными рамами, расположенными над испытываемой конструкцией, на которых установлены датчики измерительных приборов, тензопреобразователями, находящимися на поверхности испытываемой конструкции, датчиком давления надувной камеры, компьютером, исполнительным устройством и контроллером, преобразующим показания датчиков в цифровой режим, при этом испытываемая конструкция уложена на надувную камеру, расположенную непосредственно на силовом полу, при этом к выходу компьютера подсоединено исполнительное устройство с компрессором, а датчики измерительных приборов, установленные на передвижных рамах, датчик давления надувной камеры и тензопреобразователи соединены с исполнительным устройством, передающим поступающую информацию через контроллер на вход компьютера.

Предложенное устройство отличается тем, что исследуемая конструкция, в перевернутом виде относительно продольной оси на 180 градусов, укладывается сверху на надувную камеру, которая, в свою очередь, уложена на силовой пол. Опорные элементы установлены сверху исследуемой конструкции и прикреплены к силовому полу. По контуру надувной камеры установлены ограничительные элементы. Над исследуемой конструкцией установлены передвижные рамы, на которые устанавливают датчики измерительных приборов.

Испытательный комплекс включает в себя нагнетающий компрессор, надувную камеру, создающий испытательную нагрузку, датчик давления, набор датчиков измерительных устройств, состав которых определяется характером проводимых испытаний, и компьютерный регистратор. Регистратор состоит из компьютера, оснащенного соответствующей программой, контроллера, который преобразует показания датчиков в цифровой режим, набор датчиков, установленных на передвижной раме, датчик давления и исполнительное устройство, управляющее работой компрессора.

Схематически конструкция нагрузочного устройства показана на чертеже. На фиг.1 изображен общий вид установки, а на фиг.2 ее поперечное сечение, где показаны следующие элементы: 1 - испытываемая конструкция, 2 - надувная камера, 3 - тяга, 4 - силовой пол, 5 - опорный элемент, 6 - ограничительный элемент, 7 - передвижная рама.

Блок-схема автоматизированного устройства представлена на фиг.3, где приняты следующие обозначения: 8 - компьютер, 9 - контроллер, 10 - датчик давления надувной камеры, 11 - исполнительное устройство, 12 - компрессор, 13 - тензопреобразователи.

При проведении испытания на силовой пол 4 расстилается надувная камера 2, на нее укладывается испытываемая конструкция 1 с наклеенными тензопреобразователями 13, перевернутая относительно продольной оси на 180 градусов. Там, где это необходимо по условиям испытаний, на испытываемую конструкцию устанавливаются опорные элементы 5, которые тягами 3 крепятся к силовому полу 4. В необходимых местах (согласно плану эксперимента) устанавливаются передвижные рамы 7 с соответствующим измерительным оборудованием. Ограничительные элементы 6 ограничивают деформации надувной камеры 2, что обеспечивает ее прочность.

Работает устройство следующим образом: при включении рабочего режима компьютер 8 подает сигнал, включающий нагнетающий компрессор 12. Когда давление в надувной камере 2 достигнет значения, соответствующего первой ступени нагружения, компрессор 12 отключается и включается считывание показаний датчиков - тензопреобразователей 13, подключенных к контроллеру 9. При этом полученная информация заносится в память компьютера 8. По завершении операции вновь включается компрессор 12 и создается следующая ступень нагружения. Как только давление в надувной камере 2 достигнет значения, соответствующего второй ступени нагружения, компрессор 12 отключается, и вновь считываются показания датчиков - тензопреобразователей 13. Такие циклы повторяются до конца испытаний. При этом компьютер 8 может быть запрограммирован на отключение системы после достижения необходимого числа циклов нагружения, или до разрушения конструкции, что фиксируется по резкому снижению давления в надувной камере 2 датчиком давления надувной камеры 10.

Экспериментальный вариант предложенного устройства изготовлен в лаборатории испытаний сооружений Самарского государственного архитектурно-строительного университета и использован при проведении испытаний новых конструкций плит покрытия. Надувная камера была склеена по технологии, применяемой при изготовлении надувных лодок из специальной ткани (ткань 1000). В качестве нагнетающего компрессора использовался автомобильный компрессор. Измерительный блок был представлен комплексом ММТС-64 с прилагаемой программой обработки данных. Устройство в работе совершенно безопасно, поскольку при создании нагрузки 6 кПа давление в надувной камере составляет всего 0,05 ати.

Преимуществами предложенного устройства являются:

- малое количество конструктивных элементов;

- простота изготовления;

- значительное упрощение и удешевление проведения испытаний;

- обеспечение надежности и уменьшение погрешности результатов;

- то обстоятельство, что конструкция нагружается в перевернутом на 180 градусов виде, позволяет учесть влияние собственного веса на напряженно-деформированное состояние обшивок панели.

Автоматизированное устройство для испытания плоских конструкций, включающее силовой пол, надувную камеру, по контуру которой установлены ограничительные элементы, опорные элементы, прикрепленные к силовому полу, компрессор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено передвижными рамами, расположенными над испытуемой конструкцией, компьютером, набором измерительных датчиков-тензопреобразователей, установленных на поверхности испытуемой конструкции, а также закрепленных на передвижных рамах, при этом контактные элементы этих датчиков-тензопреобразователей касаются поверхности испытуемой конструкции, датчиком давления надувной камеры, контроллером, преобразующим показания датчиков в цифровой режим и передающим их на вход компьютера, а также исполнительным устройством, подключенным к выходу компьютера и управляющим работой компрессора, при этом испытуемая конструкция, перевернутая на 180° относительно продольной оси, уложена на надувную камеру, расположенную непосредственно на силовом полу, опорные элементы установлены поверх испытуемой конструкции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения характеристик собственных колебаний испытываемого объекта.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания линейным ускорением электромагнитных реле с самовозвратом, и может быть использовано для испытания на центрифуге одновременно более двух реле.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к способам испытания электромагнитных реле с самовозвратом на центрифуге. Согласно способу на центрифугу устанавливают одновременно все испытываемые реле, измерение и контроль параметров реле совмещают и проводят одновременно у всех реле без коммутации проводов за одно увеличение напряжения только одного источника тока Е1 питания катушек одновременно всех реле до напряжения срабатывания всех реле и за одно уменьшение до напряжения возврата всех реле.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации дорожных конструкций, а именно к оценке жесткости и прочности мостовых сооружений как автодорожных, так и железнодорожных.

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации автомобильных дорог, а именно к методам и средствам диагностики состояния конструкций. При реализации способа на поверхности дорожной конструкции производится ударное воздействие, измерение реакции дорожной конструкции производится датчиками - пьезокерамическими виброакселерометрами, установленными на полосе наката в контрольных точках на различных расстояниях от центра области контакта на поверхности покрытия параллельно оси автомобильной дороги.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для вибрационных испытаний различных изделий. .

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к вибрационным испытаниям конструкций, и может быть использовано в машиностроении для определения динамических характеристик и динамической устойчивости при испытаниях на вибростойкость и исследованиях поведения конструкций при переменных нагрузках и идентификации распределенных механических систем по экспериментальным данным.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций, и обеспечивает экспериментальное определение характеристик собственных колебаний испытываемого объекта и может быть использовано в машиностроении.

Изобретение относится к области определения состояния несущих конструкций антенно-мачтовых сооружений (АМС), оперативного оповещения об изменении их состояния, предупреждения возникновения чрезвычайных ситуаций и может быть использовано в автоматизированных системах мониторинга безопасности несущих конструкций в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к средствам мониторинга технического состояния различных сооружений, и может быть использовано для текущей оценки и прогноза безопасной эксплуатации зданий и/или сооружений при возможных неблагоприятных воздействиях на объект. Оценку предела прочности материала объекта выполняют косвенным путем через оценку модуля упругости, используя приближенные эмпирические зависимости между этими величинами для анализируемых материалов. При этом упругие свойства материала определяют с помощью их подбора в расчетной конечно-элементной математической модели до достижения соответствия расчетных динамических характеристик, как интегральных, так и в контрольных точках объекта при схожих внешних воздействиях к аналогичным экспериментальным характеристикам, которые определяют из спектрального анализа сейсмических сигналов, регистрируемых на обследуемом объекте в этих точках. Технический результат заключается в повышении точности и расширении области применения. 5 ил.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля, а именно к виброакустическим методам, и может найти применение для физического контроля железобетонных опор со стержневой напрягаемой арматурой. Способ заключается в том, что на опору устанавливают акустический датчик, регистрируют акустическую эмиссию (АЭ), сравнивают ее с ранее полученной, по результатам сравнения судят о физическом состоянии опоры. При этом на опору устанавливают акселерометр, акустический датчик и акселерометр устанавливают на границе заделки опоры в фундамент или в грунт, на опоре закрепляют вибратор и подвергают опору нагрузке, изменяющейся по амплитуде и частоте. На первоначальном этапе определяют резонансную частоту опоры, на данной резонансной частоте регистрируют амплитуду колебаний опоры, суммарную энергию АЭ, количество импульсов АЭ, скорость счета импульсов АЭ от возникающих и развивающихся дефектов, образующихся под воздействием колебаний опоры на резонансной частоте за определенный период времени. Затем полученные результаты заносятся в персональный компьютер под номером опоры, на последующих этапах контроля строят графики изменения амплитуды колебаний опоры и параметров АЭ на ранее установленной резонансной частоте. По характеру изменения значений регистрируемых параметров судят о физическом состоянии опоры и фундамента, о жесткости закрепления опоры в фундаменте или грунте и принимают решение об устранении выявленных дефектов, или замене опоры, или усилении крепления оборудования на опоре. Технический результат заключается в возможности оценки и прогнозирования состояния опор, их остаточного ресурса железобетонной опоры, а также оценки надежности крепления оборудования на опорах. 1 ил.

Стенд содержит раму (1) с установленным на ней с помощью плоских наклонных рессор (4, 5) желобом (2) с закрепленными на его нижней поверхности ребрами жесткости (3). Желоб связан с установленным на раме кривошипно-шатунным приводом с регулируемой частотой вращения его двигателя. Высота передних сменных рессор (5) равна или меньше высоты задних рессор (4). Желоб выполнен с постоянно закрепленной на нем ограничительной задней стенкой (8) и шарнирно закрепленной на его нижней части передней стенкой (10) с возможностью ее фиксации в исходном вертикальном положении фиксатором (11). Под передней стенкой на раме размещен приемный короб (12) для разгрузки в него пробы транспортируемого груза (7). Стенд снабжен прибором для измерения времени разгрузки пробы транспортируемого груза из желоба в приемный короб. Обеспечивается оптимизация параметров проектируемого виброконвейера. 1 ил.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований характеристик рассеивания энергии при колебаниях и может быть использовано при исследовании динамических характеристик, прочности и устойчивости конструкций и материалов. В предлагаемом способе возбуждают колебания исследуемого объекта, регистрируют резонансные частоты и кинематический параметр при резонансных частотах, затем путем изменения частоты вынуждающей силы снижают кинематический параметр до выбранной величины, фиксируют ее и соответствующую ей частоту колебаний. По полученным экспериментальным значениям частот и величин кинематического параметра рассчитывают логарифмические декременты колебаний. Технический результат заключается в упрощении проведения процесса исследований. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к исследованию характеристик рассеивания энергии при колебаниях и может быть использовано при исследованиях технических свойств материалов, динамических характеристик конструкций и их устойчивости при переменных нагрузках. В ходе реализации способа возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта, измеряют и регистрируют резонансную частоту fr и амплитуду qr=q(fr) одного из кинематических параметров колебаний испытуемого объекта на резонансных частотах. Затем путем изменения частоты вынуждающей силы производят расстройку резонанса по частоте на величину Δf и регистрируют амплитуду q1=q(fr-Δf) выбранного кинематического параметра на частоте f1=fr-Δf. Далее возбуждают вынужденные колебания испытуемого объекта на второй частоте f2=fr+Δf, регистрируют амплитуду q2=q(fr+Δf) и вычисляют логарифмический декремент колебаний δ(Δf). Технический результат заключается в упрощении проведения процесса исследований. 1 табл.

Изобретение относится к области экспериментальных исследований характеристик рассеивания энергии при колебаниях и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик, прочности и устойчивости конструкций и материалов. При реализации способа ширину резонансных пиков определяют как разность двух характерных частот, полученных при пересечении резонансных кривых на произвольной высоте прямой, параллельной оси частот. Далее логарифмические декременты колебаний рассчитывают по соответствующим формулам. Технический результат заключается в упрощении процесса исследований. 2 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к средствам генерирования вибраций. Устройство содержит вал, основной торцевой ротор, дебалансный ротор, основание, обоймы направляющих, подпружиненную платформу, упругие элементы и привод ротора. При этом привод ротора выполнен в виде торцевого статора. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона вибраций в область малых частот. 5 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к автоматизированным системам мониторинга технического состояния конструкций здания или сооружения в процессе его эксплуатации. Контроль изменений напряженно-деформированного состояния здания и сооружения осуществляется путем вычисления коэффициентов корреляции в матрицах групп тесно связанных сенсоров (ассоциативных групп) над выборками в скользящем временном окне. При этом снижение величины среднего значения коэффициента детерминации сенсора относительно коэффициентов детерминации остальных сенсоров группы свидетельствует о дефекте соответствующего сенсора («дрейф», «запинание», «фиксация»), а снижение величин средних значений коэффициентов детерминации нескольких сенсоров относительно коэффициентов детерминации остальных сенсоров ассоциативной группы является признаком изменения напряженно-деформированного состояния соответствующих элементов конструкции объекта и инициирует процедуру детальных обследований. Анализ показаний сенсоров ведется в пространстве корреляционных характеристик (коэффициентов детерминации), которые нивелируют (игнорируют) такие массовые изъяны в настройках сенсоров, как разброс начальных значений и масштабных коэффициентов. Технический результат заключается в повышении точности системы, ее надежности, расширении межповерочного интервала сенсоров. 8 ил.

Изобретения относятся к контрольно-измерительной технике и могут быть использованы в инженерных сооружениях, оснащаемых системами непрерывного сейсмометрического мониторинга. Способ включает следующие этапы: предварительное обследование инженерного сооружения методом стоячих волн, определение форм собственных колебаний инженерного сооружения, выделение узлов и пучностей форм собственных колебаний инженерного сооружения, установку трехкомпонентных сейсмических датчиков, выполнение непрерывного сейсмометрического мониторинга инженерного сооружения. При этом установку трехкомпонентных сейсмических датчиков осуществляют в местах, соответствующих местам пучностей форм собственных колебаний инженерного сооружения. Устройство включает трехкомпонентные сейсмические датчики, выполняющие непрерывный сейсмический мониторинг инженерного сооружения. При этом установку датчиков осуществляют в местах, соответствующих местам пучностей форм собственных колебаний инженерного сооружения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения параметров сейсмических воздействий на инженерное сооружение. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, применяемой при прочностных испытаниях (в частности, к испытаниям на прочность электронных плат (ЭП) при изготовлении). Устройство содержит силовой каркас, включающий крепления для установки ЭП и опорные стойки, на которых фиксируется нажимной механизм, измерительный щуп и индикатор. Силовой каркас выполнен из четырех опорных стоек, соединенных стержнями по периметру, причем к двум противоположным стержням крепятся поперечины с установленными на них креплениями для ЭП, с возможностью перемещения ЭП вдоль параллельных стержней и вдоль поперечен. Над ЭП на опорные стойки размещен кондуктор, выполненный из кольца с верхней и нижней сетками, в ячейки которых установлены инденторы до упора в поверхность платы. Над кондуктором на опорные стойки закреплен нажимной механизм, состоящий из крестовины с плитой, а измерительный щуп и индикатор зафиксированы в подвесной узел на поперечинах под ЭП. Количество точек установки инденторов определяется по формулам. Технический результат: разработка простого нагрузочного устройства для испытаний на механические воздействия ЭП. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх