专利名称：试验机大行程多向加载同步跟动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属土木工程技术领域，具体涉及一种用于材料以及结构试验中准确模拟大行程多向加载的同步跟动装置。
背景技术：
材料与结构试验机作为一种重要的试验设备已广泛应用于土木、机械工程等领域，并在金属、塑料、水泥、混凝土及其他材料的拉伸、压缩、弯曲及剪切等力学性能的测试中发挥着重要作用。在机械、土木工程领域中的结构试验，往往需要模拟结构的多向受力。在模拟多向加载时，由于荷载之间的相互影响，使加载位置和施加的力大小会有所改变。如在对结构进行同时施加垂直力和水平力的试验时，由于水平力的作用，试件产生的水平位移对垂直力的大小、方向以及垂直力产生的位移都有影响(在大行程加载时，这一问题将更加严重)，这使得试验失真，无法真实反映P-Δ效应的影响。目前国内现有的试验机在进行多向同时加载试验时，无法实现对试件在移动过程中的同步跟动加载，这限制了试验机的应用范围，尤其是在模拟大型结构的复杂加载及其跟动时，现有的试验机根本不能满足要求。

发明内容
本实用新型的目的在于提出一种能有效避免加载失真的试验机大行程多向加载同步跟动装置。
本实用新型提出的试验机大行程多向加载同步跟动装置，由加载作动器1、滑动装置2、导轨3、位移传感器4、跟动装置5、机架壁15组成(如图1所示)，滑动装置2由滑块7和滚轴6相连组成(如图2所示)，跟动装置5由滚轴12、滑块10、跟动作动器9通过连接件11相连组成(如图3所示)，导轨3为上下两道，固定于机架壁15上，滑块装置2的上下两侧滚轴6置于两道导轨3之间，能在导轨3中自由滑动，跟动装置5上的上下侧滚轴12也置于两道导轨3中间，能在导轨3中自由滑动，滑块10通过锁紧螺钉与导轨相连，位移传感器4一端与机架壁15相连，另一端与加载作动器1相连，加载作动器1与滑动装置2的滑块7通过螺栓8相连，加载作动器1通过连接杆件14与跟动装置5上跟动作动器9相连。
本实用新型的工作过程如下进行加载试验时，将试件置于加载作动器1的下方，连接于加载作动器的作动头上，然后调整跟动装置5，将滑块10沿导轨3调整于适当位置，并锁紧锁紧螺钉13。当对试件进行垂直和水平同时加载时，由于水平力作用，试件与垂直位置上的加载作动器1发生相对水平位移，微小的位移量由位移传感器4获得，并反馈于跟动作动器9，跟动作动器9推拉垂直加载作动器1，消除这一相对水平位移，使垂直加载作动器1始终位于试件的正上方。同样在垂直方向上配置这一装置也可消除垂直相对位移。
本实用新型采用线微量监测技术与反馈控制技术相结合，利用液压伺服控制实现了对加载位置的跟踪。可有效地避免加载失真现象，为实现结构全过程试验奠定基础。大行程多向加载同步跟动装置的特点是通过位移传感器将加载力产生的位移反馈于工作作动器，通过伺服控制纠正加载作动器的加载方向及加载位置，从而消除加载作动器的附加位移。
本实用新型中，所用的加载作动器、位移传感器、跟动作动器等所有部件均可从市场上购得，有很强的通用性和实用性。
目前，国内试验机厂家所开发研制的材料与结构试验机、国外进口的试验机均不具备这一功能，试验机在功能要求方面已滞后于实际需要。大行程多向加载同步跟动装置从根本上解决大行程多向同步跟动加载问题，使试验机真实地模拟框架、剪力墙、节点、柱等大型结构与构件的多向同时加载。
本实用新型结构简单合理，构思新颖，实施简便。


图1为本实用新型的加载同步跟动装置结构图。
图2为滑动装置结构图。
图3为跟动装置结构图。
图中标号1为加载作动器，2为滑动装置，3为导轨，4为位移传感器，5为跟动装置，6为滑块滚轴，7为滑块，8为螺栓，9为跟动作动器，10为滑块，11为连接件，12为滑块滚轴，13为锁紧螺钉，14为连接杆件，15为机架壁。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
实施例1，加载作动器1为10000kN，跟动载作动器5为10kN，导轨3长为4000mm，位移传感器4型号为KYCM-L，滑动装置2中滑块滚轴采用SHS型，尺寸为高×宽×长＝38×45×80(mm)，螺栓孔8的孔径为M32，跟动作动器5中的跟动作动器的型号为，滑块10尺寸为高×宽×长＝38×45×45(mm)，滑块滚轴采用SHS型，尺寸为高×宽×长＝38×45×80(mm)，连接件尺寸为螺栓M24，上述部件按一定工艺加工和安装，即得试验机大行程多向加载同步跟动装置。
权利要求1.一种试验机大行程多向加载同步跟动装置，其特征在于由加载作动器(1)、滑动装置(2)、导轨(3)、位移传感器(4)、跟动装置(5)、机架壁(15)组成，滑动装置(2)由滑块(7)和滚轴(6)相连组成，跟动装置(5)由滚轴(12)、滑块(10)、跟动作动器(9)通过连接件(11)相连组成，导轨(3)为上下两道，固定于机架壁(15)上，滑块装置(2)的上下两侧滚轴(6)置于两道导轨(3)之间，能在导轨(3)中自由滑动，跟动装置(5)上的上下侧滚轴(12)也置于两道导轨(3)中间，能在导轨(3)中自由滑动，滑块(10)通过锁紧螺钉(13)与导轨(3)相连，位移传感器(4)一端与机架壁(15)相连，另一端与加载作动器(1)相连，加载作动器(1)与滑动装置(2)的滑块(7)通过螺栓(8)相连，加载作动器(1)通过连接杆件(14)与跟动装置(5)上跟动作动器(9)相连。
专利摘要本实用新型属土木工程技术领域，是一种用于材料以及结构试验中准确模拟大行程多向加载的同步跟动装置。该装置由加载作动器、滑动装置、导轨、位移传感器、跟动装置、机架组成，工作时通过位移传感器将加载力产生的位移反馈于加载作动器，通过伺服控制修正加载作动器的加载方向及加载位置，从而消除多向加载时的附加位移产生的影响。本实用新型结构简单合理，构思新颖，所需部件均可从市场购得，有很强的通用性和实用性。
文档编号G01N3/00GK2663973SQ20032010916
公开日2004年12月15日 申请日期2003年10月23日 优先权日2003年10月23日
发明者薛伟辰, 李 杰, 刘恩, 黄永嘉 申请人:同济大学