薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于結構工程和機械設備技術領域，涉及一種薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置。所述裝置能夠應用于薄壁構件在結構軸壓或壓彎試驗中保護端部，防止由于構件在發(fā)生整體屈曲前，先在端部發(fā)生局部屈曲而引起的試驗失敗。
技術背景
[0002]目前，在結構軸壓或壓彎試驗中，保護薄壁構件端部的主要方法是在薄壁構件的兩個端部各焊接一塊端板，并在端板與構件管壁間焊接一定數(shù)量的加勁肋。這種方法現(xiàn)多用于鋼結構構件，但其具有如下缺點:(I)焊接的端板和加勁肋將隨壓壞的構件一同廢棄，無法重復利用，大大地浪費了材料；(2)焊接的加勁肋并不能對端部進行完整地保護，端部的局部屈曲破壞仍經(jīng)常出現(xiàn)在加勁肋之間未受保護的部分；(3)對于鋁合金、無氧銅等材料制作的構件，或焊接過程對材料強度影響較大，或焊接金屬的選擇具有局限性，這些都會對非鋼結構構件的焊接增加難度。
[0003]綜上，現(xiàn)有方法不能實現(xiàn)重復利用一套裝置來保護不同薄壁構件的端部，浪費材料，并且對于一些特殊材料的構件，焊接過程復雜，造價極高。因此，需要設計一套新型的裝置，不僅能完整地保護薄壁構件端部不發(fā)生局部屈曲，而且加工制作簡單，重復利用率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有方法對軸壓或壓彎薄壁構件端部保護不足的缺陷，本發(fā)明提供一種在結構試驗中完整保護薄壁構件端部的可調(diào)節(jié)裝置，即薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置，該裝置可以實現(xiàn)不同截面的薄壁圓管或方管受壓構件的重復利用。
[0005]在一方面，本發(fā)明提供了一種薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置，所述裝置包括:
[0006]試驗端板；
[0007]基礎件，其焊接在所述端板上，并且所述基礎件的截面形心與所述端板的中心重合；以及
[0008]—組配套件，其具有與所述基礎件相同的截面形狀和較大的截面尺寸，使得所述一組配套件其中之一能夠套在所述基礎件外側并形成緊密接觸，其余的配套件則能夠逐一相互疊加相套形成相鄰件之間的緊密接觸；
[0009]其中所述基礎件和所述一組配套件的截面尺寸的設計參照代表構件的的截面尺寸，所述代表構件定義為具有代表性、規(guī)律性的受試薄壁構件，所述基礎件的截面尺寸和所述配套件的截面尺寸為內(nèi)截面尺寸，所述代表構件的截面尺寸為外截面尺寸；
[0010]所述基礎件的截面尺寸或所述一組配套件的截面尺寸各自與所述代表構件的截面尺寸一致，并選擇套在基礎件外配套件的數(shù)量，使得所述受試薄壁構件的端部能夠套在相應的所述一組配套件之一或所述基礎件的外側并形成緊密接觸，并且實現(xiàn)所述基礎件和所述一組配套件截面尺寸相對于所述受試薄壁構件截面尺寸之間的相互配套和調(diào)節(jié)，進而防止所述受試薄壁構件的端部在試驗過程中發(fā)生局部屈曲。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的不同具體實施方案，所述薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置可以包括具有不同的截面尺寸的多個基礎件，所述多個基礎件各自焊接在所述端板上，并且所述多個基礎件各自的截面形心與所述端板的中心重合；其中相鄰基礎件留有足夠間距，并且在所述多個基礎件的相鄰基礎件之間各自配有一組配套件。根據(jù)另外的具體實施方案，在所述多個基礎件的最外側也可根據(jù)需要配有一組配套件。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，所述基礎件和所述一組配套件為金屬管件，并且截面形狀可為圓形、正方形或矩形，或根據(jù)需要的其它特殊形狀
[0013]所述配套件和所述基礎件應當根據(jù)設計和試驗的需要選取適當?shù)母叨取?yōu)選地，所述配套件的高度與所述基礎件的高度相同。
[0014]所述基礎件的截面尺寸或所述一組配套件的截面尺寸各自與所述代表構件的截面尺寸相等，并且二者之間留有一定的負公差。所述基礎件的厚度根據(jù)設計和試驗的需要選定。
[0015]所述一組配套件的截面尺寸成套規(guī)律變化，與所述代表構件的截面尺寸的變化規(guī)律相符，二者之間留有一定的負公差。所述一組配套件的高度根據(jù)設計需要選定，厚度根據(jù)所述代表構件的截面尺寸的變化規(guī)律而設定。
[0016]在另一方面，本發(fā)明提供了所述薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置的制備方法。所述方法包括:
[0017]制作所述端板和基礎件，其中所述基礎件的截面尺寸根據(jù)所述代表構件的截面尺寸進行設計；
[0018]將所述基礎件各自焊接到所述端板上，在焊接時保證所述基礎件各自的形心與所述端板的中心重合，并保持相鄰基礎件的設計間距；
[0019]制作所述一組配套件，其中所述一組配套件的截面尺寸設計參考所述代表構件中不同受試薄壁構件截面尺寸的變化規(guī)律，并根據(jù)相鄰基礎件的間距來確定。
[0020]所述方法可進一步包括選擇套在所述基礎件外合適數(shù)量和尺寸的所述配套件，使得所述受試薄壁構件的端部能夠套在相應的所述一組配套件之一或所述基礎件的外側并形成緊密接觸，其中所述配套件的選擇是根據(jù)試驗要求的所述受試薄壁構件截面尺寸確定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不同截面尺寸的調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明裝置在試驗中的工作環(huán)境示意圖，端板130處即為裝置所在位置。
[0022]圖2A和2B是現(xiàn)有技術中薄壁構件端部保護方法示意圖。
[0023]圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明一種【具體實施方式】的薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置進行薄壁構件端部保護的示意圖。
[0024]圖4A至4C是本發(fā)明針對受試薄壁圓管構件的薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置示意圖。
[0025]圖5A至5C是本發(fā)明針對受試薄壁方管構件的薄壁構件軸壓和壓彎試驗端部防屈曲裝置示意圖。
[0026]具體實施方法
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。應當理解，本發(fā)明并不局限于下述有關發(fā)明的【具體實施方式】或?qū)嵤├?。同時也應當理解，本文所使用的術語只是用于針對特定的實施方式進行描述，而不是用來對本申請要求保護的范圍進行限制。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的工作環(huán)境為軸壓或壓彎薄壁構件的兩端。圖中示出受試構件120以及端板130、力傳感器140、球鉸150、千斤頂160、位移計170、應變片180、加載反力架190。
[0029]如圖2A和2B所示，現(xiàn)有技術薄壁構件端部保護方法不能完整地保護薄壁構件220的端部，端部加勁肋240之間的部分仍經(jīng)常出現(xiàn)局部屈曲破壞。
[0030]如圖3A和2B所示，在本發(fā)明的一種【具體實施方式】中，在端板230上固定一個高度足夠的圓管(或方管，包括正方形管或矩形管)310，然后將薄壁構件220套在圓管(或方管)310上，由于所述圓管(或方管)310的外徑(或外側長度、寬度)等于薄壁構件220的內(nèi)徑(或內(nèi)側長度、寬度)，故二者能夠緊密接觸。這一過程相當于增大了薄壁構件220端部的厚度，可以防止局部屈曲在端部的發(fā)生，實現(xiàn)了對薄壁構件端部的完整保護。
[0031]如圖4A-4C和圖5A-5C所示，二者分別為薄壁圓管構件和薄壁方管構件防屈曲裝置的設計示意圖。基礎件