ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД

Полезная модель относится к строительству, и в частности к конструкциям специального назначения, позволяющим производить испытания цилиндрических оболочек и панелей, которые находят применение в сооружениях типа силосов, резервуаров, дымовых труб и т.п.
Известно устройство для испытания строительных конструкций, включающее основание, силовые и опорные приспособления в виде замкнутой обоймы с упорами [1]. Недостатком данного устройства служит то, что для проведения экспериментальных исследований требуется создание мощного силового поля, позволяет проводить испытания только поперечными локальными нагрузками. Невозможность одновременного получения высокоточной информации о перемещении деформирования конструкции по заданному сечению.
Известен испытательный стенд, содержащий нагружающие балки с силовозбудителями [2]. Данный стенд имеет следующие недостатки - испытания можно проводить только поперечными локальными нагрузками, для проведения экспериментальных исследований требуется создания мощного силового поля. Кроме того, стенд имеет сложную и громоздкую конструкцию. На указанном стенде нет возможности одновременного получения высокоточной информации о больших перемещениях оболочки по заданному поперечному сечению.
Известен испытательный стенд, содержащий двухконсольные нагружающие балки с силовыми возбудителями, силовые оболочки и стойки [3]. Недостаток решения заключается в том, что этот стенд предназначен для испытания только цилиндрических оболочек, невозможно одновременно получить высокоточную информацию о перемещениях оболочки по заданному поперечному сечению в процессе ее ступенчатого или непрерывного загружения статической нагрузкой.
Наиболее близким по технической сущности полезной модели является испытательный стенд, включающий опорную плиту-основание, стойки, на которых располагаются верхняя неподвижная траверса и подвижная траверса [4]. Недостатком такого стенда является то, что на нем невозможно производить измерения перемещений конструкции по ее поперечному сечению в процессе как ступенчатого, так и непрерывного ее загружения и сложностью фиксирования больших перемещений конструкции с высокой точностью.
Задача полезной модели - повышение точности измерений как в процессе ступенчатого, так непрерывного загружения испытываемой конструкции, а также возможность измерения больших ее перемещений с высокой точностью.
Указанная задача достигается тем, что испытательный стенд, включающий опорную плиту-основание, стойки, на которых располагаются верхняя неподвижная траверса и подвижная траверса, стенд снабжен нижней неподвижной траверсой выполненной из прозрачного высокопрочного материала, нижними стойками и источником технического зрения; при этом нижние стойки прикреплены к плите-основание и нижней неподвижной траверсе, а источник технического зрения установлен на плите-основание осесимметрично испытуемой конструкции, расположенной на нижней неподвижной траверсе.
Причем, испытательный стенд может быть дополнительно снабжен вертикальными элементами, которые прикреплены к торцам нижних стоек, соединенных горизонтальными элементами, и верхними и нижними направляющими, по которым перемещаются верхние стойки.
На фиг.1 - общий вид испытательного стенда;
на фиг.2 - разрезы 1-1 и 2-2 на фиг.1 (1 вариант);
на фиг.3 -разрезы 1-1 и 2-2 на фиг.1 (2 вариант).
На фигурах обозначено: 1 - плита-основание; 2 - стойки; 3 - верхняя неподвижная траверса; 4 - подвижная траверса; 5 - нижняя неподвижная траверса; 6 - нижние стойки; 7 - источник технического зрения; 8 - испытуемая конструкция; 9 - поперечное сечение испытуемой конструкции; 10 - устройство для закрепления источника; 11 - угол обзора источника; 12 - вертикальные элементы; 13 - горизонтальные элементы; 14 - верхние направляющие; 15 - нижние направляющие.
Испытательный стенд (фиг.1), включает плиту-основание 1, стойки 2, на которых располагаются верхняя неподвижная траверса 3 и подвижная траверса 4. Стенд снабжен нижней неподвижной траверсой 5, выполненной из прозрачного высокопрочного материала, нижними стойками 6 и источником технического зрения 7. Нижние стойки 6 прикреплены к плите-основание 1 и нижней неподвижной траверсе 5. Источник технического зрения 7 установлен на плите-основание 1 осесимметрично испытуемой конструкции 8, расположенной на неподвижной траверсе 5 (фиг.2).
Испытательный стенд может быть снабжен вертикальными элементами 12, которые прикреплены к торцам нижних стоек 6 и соединены горизонтальными элементами 13. Кроме того, стенд снабжен верхними 14 и нижними 15 направляющими, по которым перемещаются стойки 2 (фиг.3).
Испытательный стенд работает следующим образом.
1 вариант (фиг.1, фиг.2). С помощью подвижного устройства 10, установленного на плите-основание 1, регулируют и закрепляют на заданном расстоянии от нижней неподвижной траверсы 5 источник технического зрения 7, причем так, чтобы перемещения поперечного сечения 9 испытуемой конструкции 8 находились в пределах угла обзора 11 (конуса обзора).
Затем с помощью загрузочного устройства подается нагрузка на испытуемую конструкцию 8. Одновременно источник технического зрения 7,
например видеокамера, фиксирует перемещения конструкции 8 по ее поперечному сечению 9.
Статическая нагрузка необходимой величины может прикладываться на испытуемую конструкцию 8 поэтапно или непрерывно в течение определенного времени.
2 вариант (фиг.1, фиг.3). Для возможности приложения к испытуемой конструкции 8 сжимающей нагрузки с заданным эксцентриситетом по отношению к ее вертикальной оси, испытательный стенд снабжен вертикальными элементами 12, которые прикреплены к торцам нижних стоек 6 и соединены горизонтальными элементами 13 и верхними 14 и нижними 15 направляющими, по которым перемещаются стойки 2.
Перемещения по верхним направляющим 14 осуществляются при помощи специального механизма установленного на верхней неподвижной траверсе 3. Перемещения по нижним направляющим 15, которые закреплены на стойках 6, осуществляется с помощью соответствующего механизма, установленного на стойках 2.
За счет перемещения подвижной траверсы 4 и стоек 2 по направляющим 14 и 15 можно, прикладывая нагрузку к испытуемой конструкции 8 осесимметрично или с заданным эксцентриситетом, измерять малые и большие перемещения ее поперечного сечения 9, с достаточно высокой точностью.
Применение испытательного стенда предложенного устройства позволяет осуществлять испытания натурных строительных конструкций и моделей различной конфигурации и поперечного сечения, таких как оболочки, панели, при воздействии статических нагрузок различного характера.
Источники информации:
1. А.с. СССР №4005087, кл. G 01 М 5/00, 1970.
2. Испытательные машины и стенды. Свободный каталог. Онти-прибор. М., 1967. С. 42-44.
3. А.с. СССР №924542, кл. G 01 М 19/00. 1982.
4. Казаченко А.Б., Барт Ю.Я., Рубцов А.А. Основы сопротивления материалов. М.: Машиностроение, 1984. С.192-193.