一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置的制造方法
【專利摘要】一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，該裝置由拉桿、孔板、螺釘、套筒、高強度螺栓、傳感器、壓板、墊圈、螺母組成。高強度螺栓穿過兩個壓板并穿過一個傳感器后用螺母緊固，每個壓板為圓餅狀，它的一個端面鉆有十二個孔，孔中攻絲，通過十二個螺釘與孔板連接，壓板與孔板之間用十二個套筒定位，十二個套筒套在十二個螺釘上?？装逯虚g鉆孔，孔中過盈壓裝一個拉桿，拉桿用于拉伸試驗機的夾持。拉伸實驗時螺釘與壓板之間螺紋連接如果在試驗過程中拉力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺紋的隨動作用使結合面仍能受純拉力，排除彎曲力矩的影響，易控制、調(diào)整，測量的物理量少，試件易更換定位，該裝置安裝拆卸方便，裝置精巧，可以循環(huán)使用。
【專利說明】
一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種針對受拉螺栓結合部特性進行實驗研究的實驗裝置，屬于鋼結構連接件實驗技術領域。
【背景技術】
[0002]在鋼結構中經(jīng)常遇到將兩個鋼結構件用高強度螺栓連接起來的情況，大型機床對鋼結構連接件都有較高的剛度要求，影響鋼結構剛度的因素中螺栓連接處的剛度占有較大比重。栓接結合部很多情況下承受壓力或拉力，受壓力的結合面可以采用增大結合面積來提高結合面剛度，受拉力的結合面要提高剛度只能靠螺栓。針對螺栓連接處剛度影響因素的研究，目前一般采用高強度螺栓將兩個圓形鋼板連接起來并施加拉力來模擬真實情況下的剛度受哪些因素影響。利用壓力傳感器測量實時壓力，采用應變片測量螺栓的變形量，通過測量不同接觸面積、不同表面粗糙度、不同壓力等情況下螺栓、接觸面的變形量，再通過計算機軟件進行仿真，模擬機床在不同受力時的變形情況，以尋找提高橫梁剛度的方法。實驗裝置一般設計成結合面鋼板與周圍產(chǎn)生拉力的圓筒焊接在一起的開口式圓筒結構或是內(nèi)螺紋的封閉圓筒結構，這種方法難以做到均布加載，且高強螺栓安裝不方便，預緊不精確，給測量結果帶來一定的誤差;此外，圓筒焊接容易產(chǎn)生內(nèi)應力和變形，實際結合面面積與理論值有差值，影響分析精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的上述缺陷提供了一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置。該裝置利用高強度螺栓穿過兩個壓板并穿過一個傳感器后用螺母緊固，每個壓板為圓餅狀，它的一個端面鉆有十二個孔，孔中攻絲，通過十二個螺釘與孔板連接，壓板與孔板之間用十二個套筒定位，十二個套筒套在十二個螺釘上?？装逯虚g鉆孔，孔中過盈壓裝一個拉桿，拉桿用于拉伸試驗機的夾持。拉伸實驗時，拉伸力通過拉桿、孔板、十二個螺釘將拉力傳給壓板，螺釘與壓板之間螺紋連接。如果在試驗過程中拉力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺紋有一定的隨動作用，使結合面仍能受純拉力，排除彎曲力矩的影響，易控制，調(diào)整，測量的物理量少，試件易更換定位，沒有焊接不會產(chǎn)生內(nèi)應力和變形。
[0004]螺栓垂直穿過上、下試件中心的通孔，為螺栓施加一定的預緊力;螺桿與高強螺栓同軸心，排除彎扭的影響，試驗機力傳感器測量靜態(tài)力；螺栓桿上全橋貼有應變片，引出導線連接動態(tài)應變儀，測量預緊力及螺栓應變信號；引伸計卡在上下試件上，測試結合部法向位移變化量;整個裝置保證一定的同軸度和平行度，可有效排除試件不對稱產(chǎn)生的扭矩。數(shù)據(jù)輸出至計算機，從而獲得法向拉力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)。
[0005]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將外載荷數(shù)據(jù)和引伸計測得到位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機上，從而得到在一定預緊力時的位移-外載荷曲線，求導后得到螺栓結合部的剛度;又由于結合面夾緊力=螺栓軸力-外加載荷，得到結合面受力-位移曲線，求導后得到被連接件的剛度。該裝置安裝拆卸方便，裝置精巧，可以循環(huán)使用。可以測得不同工況(預緊力，外載荷)和被連接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及結合面介質(zhì)等情況下的螺栓連接結合部剛度及被連接件剛度。
[0006]解決其技術問題采取的技術方案是:
[0007]一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置是由拉桿、孔板、螺釘、套筒、高強度螺栓、傳感器、壓板、墊圈、螺母組成。高強度螺栓穿過兩個壓板并穿過一個傳感器后用螺母緊固，每個壓板為圓餅狀，它的一個端面鉆有十二個孔，孔中攻絲，通過十二個螺釘與孔板連接，壓板與孔板之間用十二個套筒定位，十二個套筒套在十二個螺釘上?？装逯虚g鉆孔，孔中過盈壓裝一個拉桿，拉桿用于拉伸試驗機的夾持。拉伸實驗時，拉伸力通過拉桿、孔板、十二個螺釘將拉力傳給壓板，螺釘與壓板之間螺紋連接如果在試驗過程中拉力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺紋有一定的隨動作用，使結合面仍能受純拉力，排除彎曲力矩的影響，易控制、調(diào)整，測量的物理量少，試件易更換定位，沒有焊接不會產(chǎn)生內(nèi)應力和變形。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的主剖視圖；
[0009]圖2為圖1的左視圖；
[0010]圖3為傳感器的剖視圖(大體為圓柱狀)；
[0011 ]圖4為孔板的主剖視圖；
[0012]圖5為圖4的俯視圖；
[0013]圖6為壓板主剖視圖；
[0014]圖中I為拉桿，2為孔板，3為螺釘，4為套筒，5為高強度螺栓，6為傳感器，7為壓板，8為墊圈，9為螺母。
【具體實施方式】
[0015]一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，該裝置由拉桿1、孔板2、螺釘3、套筒4、高強度螺栓5、傳感器6、壓板7、墊圈8、螺母9組成。高強度螺栓5設置在兩個壓板7中間并穿過一個傳感器6后用螺母9緊固，每個壓板7為圓餅狀，壓板7的一個端面鉆有十二個孔，孔中攻絲，通過十二個螺釘3與孔板2連接，壓板7與孔板2之間用周向布置的十二個套筒4定位，每個套筒4套在螺釘3上?？装?中間鉆孔，孔中過盈壓裝有一個拉桿I，拉桿I用于拉伸試驗機的夾持。拉伸實驗時，拉伸力通過拉桿1、孔板2、十二個螺釘3將拉力傳給壓板7，螺釘3與壓板7之間螺紋連接如果在試驗過程中拉力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺紋有一定的隨動作用，使結合面仍能受純拉力，排除彎曲力矩的影響，易控制、調(diào)整，測量的物理量少，試件易更換定位，沒有焊接不會產(chǎn)生內(nèi)應力和變形。
[0016]螺栓垂直穿過上、下試件中心的通孔，為螺栓施加一定的預緊力;螺桿與高強螺栓同軸心，排除彎扭的影響，試驗機力傳感器測量靜態(tài)力；螺栓桿上全橋貼有應變片，引出導線連接動態(tài)應變儀，測量預緊力及螺栓應變信號；引伸計卡在上下試件上，測試結合部法向位移變化量;整個裝置保證一定的同軸度和平行度，可有效排除試件不對稱產(chǎn)生的扭矩。數(shù)據(jù)輸出至計算機，從而獲得法向拉力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)。
[0017]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將外載荷數(shù)據(jù)和引伸計測得到位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機上，從而得到在一定預緊力時的位移-外載荷曲線，求導后得到螺栓結合部的剛度;又由于結合面夾緊力=螺栓軸力-外加載荷，得到結合面受力-位移曲線，求導后得到被連接件的剛度。該裝置安裝拆卸方便，裝置精巧，可以循環(huán)使用。可以測得不同工況(預緊力，外載荷)和被連接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及結合面介質(zhì)等情況下的螺栓連接結合部剛度及被連接件剛度。
【主權項】
1.一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，其特征在于:該裝置由拉桿(I)、孔板(2)、螺釘(3)、套筒(4)、高強度螺栓(5)、傳感器(6)、壓板(7)、墊圈(8)、螺母(9)組成;高強度螺栓(5)設置在兩個壓板(7)中間并穿過一個傳感器(6)后用螺母(9)緊固，每個壓板(7)為圓餅狀，壓板(7)的一個端面鉆有十二個孔，孔中攻絲，通過十二個螺釘(3)與孔板(2)連接，壓板(7)與孔板(2)之間用周向布置的十二個套筒(4)定位，每個套筒(4)套在螺釘(3)上;孔板(2)中間鉆孔，孔中過盈壓裝有一個拉桿(I)，拉桿(I)用于拉伸試驗機的夾持;拉伸實驗時，拉伸力通過拉桿(1)、孔板(2)、十二個螺釘(3)將拉力傳給壓板(7)，螺釘(3)與壓板(7)之間螺紋連接如果在試驗過程中拉力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，螺紋有一定的隨動作用，使結合面仍能受純拉力，排除彎曲力矩的影響，易控制、調(diào)整，測量的物理量少，試件易更換定位，沒有焊接不會產(chǎn)生內(nèi)應力和變形。2.根據(jù)權利要求1所述的一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，其特征在于:螺栓垂直穿過上、下試件中心的通孔，為螺栓施加一定的預緊力；螺桿與高強螺栓同軸心，排除彎扭的影響，試驗機力傳感器測量靜態(tài)力;螺栓桿上全橋貼有應變片，引出導線連接動態(tài)應變儀，測量預緊力及螺栓應變信號；引伸計卡在上下試件上，測試結合部法向位移變化量；整個裝置保證一定的同軸度和平行度，可有效排除試件不對稱產(chǎn)生的扭矩;數(shù)據(jù)輸出至計算機，從而獲得法向拉力數(shù)據(jù)和位移數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權利要求2所述的一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將外載荷數(shù)據(jù)和引伸計測得到位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機上，從而得到在一定預緊力時的位移-外載荷曲線，求導后得到螺栓結合部的剛度;又由于結合面夾緊力=螺栓軸力-外加載荷，得到結合面受力-位移曲線，求導后得到被連接件的剛度;該裝置安裝拆卸方便，裝置精巧，可以循環(huán)使用；可以測得不同工況和被連接件不同尺寸，材料，表面粗糙度及結合面介質(zhì)等情況下的螺栓連接結合部剛度及被連接件剛度。4.根據(jù)權利要求3所述的一種針對受拉螺栓結合部特性的實驗裝置，其特征在于:不同工況為預緊力、外載荷。
【文檔編號】G01M13/00GK106053040SQ201610426112
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】張琳琳, 李曉陽, 張偉
【申請人】北京工業(yè)大學