RU145007U1 - Устройство для измерения опорных реакций - Google Patents

Abstract

1. Устройство для измерения опорных реакций, содержащее первую опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу, и расположенную над ней вторую опорную плиту, на верхней поверхности которой симметрично относительно ее оси жестко закреплены стойки, выполненные с вырезами, в которых установлены опорные ролики для размещения испытуемого образца; содержащее силоизмерительные датчики тензометрического типа, соединенные с регистрирующей аппаратурой, отличающееся тем, что вторая опорная плита жестко закреплена на первой опорной плите, а силоизмерительные датчики размещены на стойках и каждый силоизмерительный датчик выполнен в виде полумоста из двух тензорезисторов, один из которых, рабочий, установлен на стойке по направлению опорной реакции, а другой, компенсационный, - в непосредственной близости от рабочего и перпендикулярно ему, при этом каждый силоизмерительный датчик теплоизолирован.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый силоизмерительный датчик теплоизолирован с помощью теплоизоляционных пластин.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при проведении испытаний испытуемого образца на ударные нагрузки использованы силоизмерительные датчики тензометрического типа, максимальные значения показаний которых превышают значение силы, используемой при ударе, не менее чем в десять раз.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения опорных реакций образцов, и может быть использована для. исследования и измерения опорных реакций железобетонных элементов при статическом и кратковременном динамическом нагружении, в частности при ударе.

Аналогом заявляемого устройства является устройство для измерения нагрузок по заявке РФ на изобретение №2003125576, бюллетень №5, дата публикации 20.02.2005. Устройство содержит закрепленные на основании (силовом полу) упругие элементы (силоизмерительные элементы) с тензорезисторами, соединенными с регистрирующей аппаратурой, и силопередающую плиту, соединенную с упругими элементами. Четыре упругих элемента выполнены в виде трубчатого бруса с продольной осью, перпендикулярной силопередающей плите и соединенных одним концом с основанием, а вторым - с силопередающей плитой, при этом упругие элементы расположены по окружности, центр которой совпадает с центром силопередающей плиты и декартовой системы координат. Каждый упругий элемент равноудален от осей координат, лежащих в плоскости силопередающей плиты.

Это устройство позволяет измерять нагрузку, действующую по трем взаимно перпендикулярным осям и моменты относительно этих осей, т.е. позволяет исследовать опорные реакции при статическом нагружении.

Однако данное устройство не позволяет получать опорные реакции при кратковременном динамическом нагружении железобетонных элементов, в частности при ударе, поскольку силоизмерительные элементы выполнены из трубчатого бруса с наклеенными на него тензорезисторами, а такая конструкция при ударе недостаточно надежна.

За прототип принято устройство для измерения опорных реакций (патент на полезную модель КГ №55469). Устройство содержит опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу, и силопередаюшую плиту со стойками, которые приварены к силопередающей плите. Стойки выполнены с вырезами, в которых установлены ролики. Для измерения опорных реакций устройство содержит: четыре силоизмерительных датчика тензометрического типа, на головки каждого из которых одеты с обеих сторон крепежные пластины, с помощью которых датчики закреплены с одной стороны с силопередающей плитой, а с другой стороны - с опорной плитой. Силоизмерительные датчики тензометрического типа размещены по углам силопередающей плиты. Силопередающая плита является одновременно опорной плитой для стоек и соединена с опорной плитой, закрепленной на силовом полу, с помощью тяжей. Устройство также содержит регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиками.

Это устройство позволяет измерить опорные реакции при ударах, то есть при кратковременных динамических нагрузках железобетонных элементов.

Однако данное техническое решение не позволяет предоставить полные и достоверные данные, поскольку указанные силоизмерительные датчики, расположенные под силопередающей плитой, ввиду своей конструктивной особенности имеют податливость, что снижает измеряемые значения опорной реакции и увеличивает погрешность результатов эксперимента при кратковременном динамическом нагружении.

Задача полезной модели - повышение жесткости силовой схемы устройства для измерения опорных реакций и упрощение его конструкции.

Технический результат при реализации полезной модели заключается в получении более точной информации о величине опорной реакции при кратковременном динамическом и статическом нагружении.

Технический результат и решение задачи достигаются следующим образом.

Заявляемое устройство для измерения опорных реакций, как и прототип, содержит первую опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу, и расположенную над ней вторую опорную плиту. На верхней поверхности второй опорной плиты жестко и симметрично относительно ее оси закреплены стойки. Стойки, как и в прототипе, выполнены с вырезами, в которых установлены опорные ролики для размещения испытуемого образца. Устройство содержит также силоизмерительные датчики тензометрического типа, соединенные с регистрирующей аппаратурой.

В отличие от прототипа вторая опорная плита со стойками жестко, например, посредством болтовых соединений, закреплена на первой опорной плите, закрепленной на силовом полу. В отличие от прототипа силоизмерительные датчики размещены на стойках и каждый силоизмерительный датчик выполнен в виде полумоста из двух тензорезисторов, один из которых, рабочий, установлен на стойке по направлению опорной реакции, а другой, компенсационный, в непосредственной близости от рабочего и перпендикулярно ему. Каждый силоизмерительный датчик теплоизолирован, например с помощью теплоизоляционных пластин.

В частном случае при проведении испытаний экспериментального образца на ударные нагрузки использованы силоизмерительные датчики тензометрического типа, максимальные значения показаний которых превышают значения силы, используемой при ударе, не менее, чем в десять раз.

Необходимость работы силоизмерительных датчиков тензометрического типа в предельной зоне до 10% от максимальной динамической силы удара, действующей на опору, вызвана тем, чтобы повысить долговременную сохраняемость характеристик датчика при многократных импульсных воздействиях в процессе эксплуатации [С.А. Спектор «Электрические измерения физических величин. Методы измерений» Ленинград, Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1987, с. 194].

Достижению технического результата способствует устойчивое положение второй опорной плиты со стойками на первой опорной плите и установка силоизмерительных датчиков на часть конструкции стойки, которая обладает минимальной податливостью, что позволило исключить из силовой цепи стенда четыре силоизмерительных датчика и тем самым упростить конструкцию и повысить в целом жесткость заявляемого устройства и за счет этого получить более точную информацию о величине опорной реакции при кратковременном динамическом нагружении.

Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемую полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.

Полезная модель пояснена чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид устройства для испытаний.

На фиг. 2 показана вторая плита со стойками и вырезами в них.

На фиг. 3 показана стойка с силоизмерительным датчиком и теплоизоляционными пластинами.

Конструкция устройства содержит силовой пол 1 с закрепленной на нем первой опорной плитой 2 посредством тяжей 3, на которой закреплена вторая опорная плита 4, посредством болтовых соединений 5, снабженная стойками с вырезами 6, в которых установлен опорный ролик 7, для размещения на нем испытуемого образца (на фиг. 1 позицией 8 обозначен вектор испытательного силового воздействия), причем стойки 6 жестко закреплены на верхней поверхности второй опорной плиты 4 симметрично относительно ее оси. Измерение происходит посредством силоизмерительных датчиков тензометрического типа 9 с максимальным значением показаний, превышающих значение силы 8, используемой при ударе, не менее, чем в десять раз, ориентированные по оси приложения опорной реакции, подключенные к регистрирующующей аппаратуре (на чертежах не показана) и защищенные теплоизоляционными пластинами 10. Силоизмерительный датчик 9 выполнен полумостовым и содержит рабочий тензорезистор, расположенный на стойке вдоль вертикальной оси (по оси действия опорной реакции), и компенсационный тензорезистор, установленный перпендикулярно рабочему и расположенный в непосредственной близости от него.

Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.

Работа устройства заключается в следующем. Ударная, нагрузка 8 создается массой падающего груза. Энергия передается через ролики 7 на стойки 6. Вызванная нагрузкой 8 деформация в месте наименьшего расчетного сечения стойки 6 фиксируется силоизмерительными датчиками тензометрического типа 9, подключенными к регистрирующей аппаратуре (на чертежах условно не показана). Значение величины опорной реакции определяется как среднеарифметическое значение произведений показания ЭВМ и тарировочных коэффициентов датчиков 9, полученных на этапе предварительных испытаний.

Устройство может быть использовано для определения величины опорной реакции как при кратковременном динамическом нагружении так и при статическом воздействии. В последнем случае статическая нагрузка, как и при динамическом испытании, передается через ролик 7 на стойки 6, фиксируется силоизмерительными датчиками 9, и регистрируется подключаемой к датчикам 9 аппаратурой.

Claims (3)

1. Устройство для измерения опорных реакций, содержащее первую опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу, и расположенную над ней вторую опорную плиту, на верхней поверхности которой симметрично относительно ее оси жестко закреплены стойки, выполненные с вырезами, в которых установлены опорные ролики для размещения испытуемого образца; содержащее силоизмерительные датчики тензометрического типа, соединенные с регистрирующей аппаратурой, отличающееся тем, что вторая опорная плита жестко закреплена на первой опорной плите, а силоизмерительные датчики размещены на стойках и каждый силоизмерительный датчик выполнен в виде полумоста из двух тензорезисторов, один из которых, рабочий, установлен на стойке по направлению опорной реакции, а другой, компенсационный, - в непосредственной близости от рабочего и перпендикулярно ему, при этом каждый силоизмерительный датчик теплоизолирован.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый силоизмерительный датчик теплоизолирован с помощью теплоизоляционных пластин.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при проведении испытаний испытуемого образца на ударные нагрузки использованы силоизмерительные датчики тензометрического типа, максимальные значения показаний которых превышают значение силы, используемой при ударе, не менее чем в десять раз.