一种疲劳试验机用辅助装置

技术领域

本发明涉及一种疲劳试验机用辅助装置。

背景技术

海洋环境中的各类构筑物都会受到反复风、浪荷载作用，疲劳性能往往是控制海洋中构筑物寿命的关键因素，因此常需要对构筑物结构构件的疲劳性能进行评价。疲劳试验一直是检测结构及构件疲劳性能的重要手段，一般都是将结构或构件置于疲劳试验机上，通过疲劳试验机对构件或结构施加反复疲劳荷载。现有的疲劳试验大多只能在空气环境中进行，无法考虑海洋环境中普遍存在的水流的影响。

有研究表明，对于钢结构，海水可能会进入构件内部，海水中富含的氯离子等离子可能加速钢结构的锈蚀，在疲劳荷载的作用下，锈蚀与疲劳荷载产生耦合作用，严重影响结构及构件的疲劳性能。而对于钢筋混凝土和各类组合结构及构件，在疲劳荷载作用下，混凝土可能出现开裂破碎等现象，而海水可以渗入混凝土的微裂缝中，在局部形成高压挤压裂纹，同时冲走破碎的混凝土颗粒，导致裂纹的进一步发展，严重影响混凝土结构的疲劳性能。更进一步，表层混凝土遭到疲劳破坏后，会将其内部包裹的钢筋及钢骨等暴露在海洋环境下，锈蚀后性能退化，导致结构或构件失效。由此可知，海水对于结构构件的疲劳性能可能有严重的劣化效果。

然而，现有研究中疲劳试验往往由于担心疲劳试验机自身锈蚀以及试验场地限制等因素，在进行结构或构件疲劳试验时都无法考虑海水的影响，导致可能高估海洋环境之下结构及构件的疲劳性能，导致设计计算中的不足，严重时导致结构的意外失效。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种疲劳试验机用辅助装置，让海水流过待测件并进行疲劳性能试验，同时避免疲劳试验机自身锈蚀，适用范围广，无场地限制。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的疲劳试验机用辅助装置，疲劳试验机上设有试验机上夹头和试验机下夹头，试验机下夹头位于试验机上夹头的正下方，辅助装置上设有待测件，辅助装置包括：

一底部水箱；

一吸水管，吸水管的一端位于底部水箱内，且吸水管的一端连接有一水泵；

一顶部水箱，顶部水箱高于底部水箱，吸水管的另一端位于顶部水箱内；

一回水管，回水管的一端连接在顶部水箱的顶部，回水管的另一端位于底部水箱内；

一浇灌水管，浇灌水管的一端连接在顶部水箱的底部，浇灌水管的另一端上设有一堵头，浇灌水管上设有若干与浇灌水管连通的浇灌头，浇灌头位于试验机上夹头旁且位于试验机下夹头的上方；以及

一安装组件，安装组件安装在试验机下夹头上，待测件的底端安装在安装组件上，待测件的顶端与试验机上夹头连接。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，安装组件包括：

一竖板，竖板安装在试验机下夹头上；

一水平板，水平板安装在竖板的顶端；

一连接板，连接板安装在水平板上；

一支座，支座的底端安装在连接板上；

一水槽，水槽上设有与支座匹配的安装孔，支座的顶部穿出水槽的安装孔，且支座与水槽固定连接；以及

一水流收集管，水流收集管的一端连接在水槽的底部，水流收集管的另一端位于底部水箱内。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，竖板与水平板之间设有若干加强板，每个加强板均与竖板和水平板连接。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，水平板的外缘上设有竖向挡板。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，水槽的安装孔与支座之间填充有防水胶。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，水泵上设有一过滤网。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，浇灌头上设有用于调节水流的阀门。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，顶部水箱内设有用于监测海水浓度的浓度监测计。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，支座为圆柱型支座或竖向固定板。

上述的疲劳试验机用辅助装置，其中，水平板、连接板和竖向固定板上均设有螺栓孔，连接板与水平板的连接方式为螺栓连接，连接板与竖向固定板的连接方式为焊接，待测件与竖向固定板的连接方式为螺栓连接。

本发明具有以下优点：

1、本发明能在传统空气中疲劳试验基础上，考虑海水对于构件疲劳性能的影响，对合理评价海洋环境疲劳荷载下的构件疲劳性能具有重要意义；

2、本发明结构简单，便于使用，无场地限制，成本低；

3、本发明的支座可根据待测件进行选择调节，防水胶可以避免海水从水槽与支座的缝隙中流下。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的安装组件的结构示意图；

图3是本发明的安装组件的另一视角的结构示意图；

图4是本发明的竖向固定板的结构示意图；

图5是本发明的水平板的结构示意图；

图6是本发明的圆柱形支架、水槽和连接板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图6，图中示出了本发明的疲劳试验机用辅助装置，疲劳试验机(图中未示)上设有试验机上夹头7和试验机下夹头8，试验机下夹头8位于试验机上夹头7的正下方，辅助装置上设有待测件1，辅助装置包括：

一底部水箱2；

一吸水管3，吸水管3的一端位于底部水箱2内，且吸水管3的一端连接有一位于底部水箱2内的水泵301；

一顶部水箱4，顶部水箱4高于底部水箱2，吸水管3的另一端位于顶部水箱4内；

一回水管5，回水管5的一端连接在顶部水箱4的顶部，回水管5的另一端位于底部水箱2内；

一浇灌水管6，浇灌水管6的一端连接在顶部水箱4的底部，浇灌水管6的另一端上设有一堵头601，浇灌水管6上设有若干与浇灌水管6连通的浇灌头602，浇灌头602位于试验机上夹头7旁且位于试验机下夹头8的上方；以及

一安装组件9，安装组件9安装在试验机下夹头8上，待测件1的底端安装在安装组件9上，待测件1的顶端与试验机上夹头7连接。

安装组件9包括：

一竖板901，竖板901安装在试验机下夹头8上；

一水平板902，水平板902安装在竖板901的顶端；

一连接板903，连接板903安装在水平板902上；

一支座904，支座904的底端安装在连接板903上；

一水槽905，水槽905上设有与支座904匹配的安装孔(图中未示)，支座904的顶部穿出水槽905的安装孔(图中未示)，且支座904与水槽905固定连接；以及

一水流收集管906，水流收集管906的一端连接在水槽905的底部，水流收集管906的另一端位于底部水箱2内。

竖板901与水平板902之间设有若干加强板907，若干加强板907对称安装在竖板901的左右两侧面上，每个加强板907的一侧边与竖板901连接且每个加强板907的另一侧边与水平板902连接。

水平板902的外缘上设有竖向挡板902a。

水槽905的安装孔(图中未示)与支座904之间填充有防水胶(图中未示)。

水泵301上设有一过滤网(图中未示)。

浇灌头602上设有用于调节水流的阀门(图中未示)。

顶部水箱4内设有用于监测海水浓度的浓度监测计(图中未示)。

支座904为圆柱型支座或竖向固定板，可以根据待测件1的形状选择支架904的种类；

请参阅图4，图4中展示的支架904为竖向固定板；当支架904为竖向固定板时，水平板902、连接板903和竖向固定板上均设有螺栓孔908，连接板903与水平板902的连接方式为螺栓连接，连接板903与竖向固定板的连接方式为焊接，待测件9与竖向固定板的连接方式为螺栓连接；

请参阅图6，图6中展示的支架904为圆柱型支架，当支架904为圆柱型支架时，连接板903与水平板902的连接方式为螺栓连接，圆柱型支架焊接在连接板903上，待测件9搁置在圆柱型支架上。

为减少腐蚀性海水对水流循环装置的影响，底部水箱2、顶部水箱4、吸水管3、回水管5及水流收集管906都可采用塑料材质。

本发明的使用，疲劳试验开始前，先将支架904穿过水槽905上的安装孔(图中未示)，利用防水胶(图中未示)将水槽905与支架904之间的缝隙填充，保证海水不会渗漏。随后将连接板903与水平板902螺栓连接，竖板901与水平板902连接，将竖板901放入试验机下夹头8中夹紧固定，待测件9的顶部与试验机上夹头7连接，底部水箱2内设有海水(图中未示)；随后，打开位于底部水箱2内的水泵301，将底部水箱2内的海水从底部水箱2通过吸水管3泵送至顶部水箱4，当顶部水箱4内的海水高于回水管5与顶部水箱4的连接处时，海水由回水管5流回底部水箱2内；顶部水箱4内的海水在重力作用下通过浇灌水管6的浇灌头602浇灌到待测件9上；浇灌出的海水流经待测件9后，流入到水槽905中，并经由水流收集管906流回底部水箱2，从而实现水流循环；试验开始前，可用手指将浇灌头流出的海水在待测件9表面简单涂抹，进一步保证海水浸湿待测件9所有表面；随后，开启疲劳试验机(图中未示)，对待测件9进行疲劳加载，即可。

本发明能在传统空气中疲劳试验基础上，考虑海水对于构件疲劳性能的影响，对合理评价海洋环境疲劳荷载下的构件疲劳性能具有重要意义；本发明结构简单，无场地限制，成本低；本发明的支座904可根据待测件9进行选择调节，防水胶可以避免海水从水槽与支座的缝隙中流下；过滤网能够过滤水流冲刷下来的待测件9上带有的灌浆材料大颗粒，防止水泵301损坏；浇灌头602上的阀门可控制流出水流的大小；顶部水箱4内的浓度监测计可时刻监测海水的浓度，防止试验中蒸发改变海水浓度影响试验结果；顶部水箱4、底部水箱2、吸水管3、回水管5、水槽905及水流收集管906的设置使海水形成水流循环，便于使用。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。