Устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести

Устройство для динамического нагружения испытывемой конструкции с демпфером повышенной живучести может найти применение при проведении испытаний бетонных и железобетонных конструкций на кратковременную динамическую нагрузку. Устройство содержит вертикальные направляющие, установленные на опорном основании. На вертикальных направляющих, с возможностью вертикального перемещения, закреплена траверса с грузом. На верхнюю поверхность испытывемой конструкции установлен оголовок с силоизмерителем. На силоизмерителе размещен демпфер. Демпфер состоит из двух металлических пластин, между которыми размещена прокладка, выполненная, например, из резины. Прокладка может быть армирована синтетическими волокнами. Все элементы демпфера скреплены между собой болтовыми соединениями, причем между шайбами болтовых соединений и нижней металлической пластиной на болты надеты пружины, которые обеспечивают обжатие металлических пластин и резиновой прокладки. Обжатие создается при помощи затягивания гаек на болтах. Демпфер зафиксирован на силоизмерителе с помощью опорного кольца, выполненного в центральной части нижней металлической пластины. Технический результат заключается в равномерном деформировании демпфирующей прокладки и снижении ее износа, что повышает точность исследований. 1 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к устройствам для проведения испытаний на кратковременную динамическую нагрузку преимущественно бетонных или железобетонных конструкций.

Аналогом заявляемой полезной модели является узел динамического нагружения стенда для испытания бетонных и железобетонных элементов по патенту РФ на изобретение 2315969. Узел динамического нагружения стенда содержит установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, и металлический оголовок, надетый на верхний конец испытываемого образца. На оголовке установлен датчик-силоизмеритель, фиксирующий уровень нагружения и характер изменения нагрузки во времени. Динамическая нагрузка задается при помощи падающего груза (траверсы с грузом), который при опускании в свободном падении направлена на оголовок с силоизмерителем. Данный узел динамического нагружения стенда предназначен для испытания строительных конструкций преимущественно из железобетона.

Однако, при динамических испытаниях строительных конструкций вследствие соударения металлических деталей (траверсы с оголовком для силоизмерителя) возникают интенсивные высокочастотные колебания в материале строительных конструкций, которые создают искажения в выходном сигнале. Все это снижает точность исследований конструкций на удар.

Наиболее близким устройством, принятым за прототип, является устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции по патенту РФ на полезную модель 74472. Устройство содержит: установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, надетый на верхний конец испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке. Кроме этого устройство для динамического нагружения дополнительно содержит демпфирующую прокладку из мягкого упругого материала, которая установлена на силоизмерителе. Демпфирующая прокладка может быть выполнена из резины, силоизмеритель установлен на оголовке через накладку, жестко защемленную на оголовке. Демпфирующая прокладка гасит высокочастотные колебания, возникающие в конструкции после удара, повышая тем самым точность исследований и увеличивает интервал действия динамической нагрузки при исследованиях. Однако демпфирующая прокладка деформируется, причем неравномерно, что сказывается на точности исследований. К тому же быстро изнашивается и ее нельзя многократно использовать.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы увеличить живучесть демпфера, обеспечивающую многократное его использование при исследованиях, и обеспечить точность исследований.

Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в равномерности деформирования демпфирующей прокладки и уменьшении ее износа, в результате чего улучшается воспроизводимость формы импульса силы от образца к образцу.

Этот результат достигается следующим образом. Заявляемое устройство имеет общее с прототипом то, что он содержит установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, установленный на верхнюю поверхность испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке, и демпфер, который установлен на силоизмерителе. Демпфер выполнен в виде прокладки из мягкого упругого материала, например из резины.

Но в отличие от прототипа заявляемое устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести содержит две металлические пластины, а прокладка размещена между указанными пластинами. При этом нижняя пластина в центральной части снабжена опорным кольцом, посредством которого демпфер жестко зафиксирован на силоизмерителе. Все элементы демпфера скреплены между собой с помощью болтовых соединений и для их обжатия на болты между шайбами и нижней металлической пластиной надеты пружины. При введении в конструкцию демпфера двух металлических пластин обеспечивается равномерность деформирования резиновой прокладки. Кроме этого металлические пластины уменьшают износ резиновой прокладки, который возникает из-за сферической поверхности силоизмерителя. В частном случае резина, из которой выполнена демпфирующая прокладка, может быть армирована синтетическими волокнами, что еще более снижает износ демпфирующей прокладки и повышает ее живучесть.

Таким образом, заявляемое устройство существенно увеличивает живучесть демпфера, что проявляется в многократном его использовании.

В уровне техники не выявлено технических решений, характеризующихся совокупностью существенных признаков заявляемого устройства, что подтверждает его новизну.

Полезная модель пояснена чертежами.

На фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства в составе копровой установки.

На фиг.2 - конструкция демпфера с повышенной живучестью.

Устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести, содержит испытываемую конструкцию 1, на которой установлен металлический оголовок 2, на который установлен силоизмеритель 3. На силоизмеритель 3 установлен демпфер, состоящий из нижней 4 и верхней 5 металлических пластин и заключенной между ними резиновой прокладки 6. Для пропуска болтов 7, в металлических пластинах 4 и 5, а так же резиновой прокладке 6 предусматриваются отверстия 8. Кроме этого, нижняя металлическая пластина имеет опорное кольцо 9 для жесткой фиксации демпфера на силоизмерителе. Фиксация болтов производится при помощи гаек 10 и шайб 11. Между шайбами 11 и нижней металлической пластиной 5 установлены пружины 12. Пружины 12 в данном устройстве введены для создания постоянного обжатия элементов демпфера (прокладки 6 и металлических пластин 4, 5) между собой. В качестве демпфирующей прокладки возможно использование любого мягкого упругого материала, например транспортерная резиновая лента с армированием синтетическими волокнами.

Устройство промышленно применимо, поскольку его можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.

Работа устройства для динамического нагружения испытываемой конструкции заключается в следующем: испытываемую бетонную или железобетонную конструкцию 1 устанавливают в рабочее положение. Затем на конструкцию 1 устанавливается металлический оголовок 2, на который устанавливается силоизмеритель 3. Далее необходимо установить на силоизмеритель 3 демпфер, состоящий из нижней 4 и верхней 5 металлических пластин и заключенной между ними резиновой прокладки 6. Предварительно необходимо создать обжатие элементов демпфера (резиновой прокладки 6 и металлических пластин 4, 5) при помощи затягивания гаек 10, что приводит к сжиманию пружин 12. Затем груз 13 подвешивается на нужную высоту и по направляющим 14 сбрасывается в место контакта с демпфером. После соударения груза 13 о демпфер возникает кратковременная динамическая нагрузка, и за счет пластичных свойств резиновой прокладки 6 увеличивается интервал действия нагрузки во времени и уменьшается интенсивность высокочастотных колебаний возникающих в материале конструкции, что позволяет получить импульс однократного динамического нагружения в форме полусинусоиды. Наличие жестких металлических пластин 4 и 5 позволяет существенно увеличить живучесть демпфера путем сохранения рабочих свойств резиновой прокладки, что проявляется в многократном использовании демпфера. Силу удара можно регулировать путем уровня поднятия высоты груза, а также его массой.

1. Устройство для динамического нагружения испытываемой конструкции с демпфером повышенной живучести, содержащее установленные на опорном основании вертикальные направляющие, на которых с возможностью вертикального перемещения закреплена траверса с грузом, оголовок, установленный на верхнюю поверхность испытываемой конструкции, силоизмеритель, закрепленный на оголовке, и демпфер, который установлен на силоизмерителе и выполнен в виде прокладки из мягкого упругого материала, отличающееся тем, что демпфер дополнительно содержит две металлические пластины, а прокладка размещена между указанными пластинами, при этом нижняя пластина в центральной части снабжена опорным кольцом, посредством которого демпфер жестко зафиксирован на силоизмерителе, а все элементы демпфера скреплены между собой с помощью болтовых соединений и для их обжатия на болты между шайбами и нижней металлической пластиной надеты пружины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующая прокладка выполнена из резины.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что резина армирована, например, синтетическими волокнами.