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酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，該裝置包括模擬箱體、降雨系統(tǒng)、循環(huán)供水系統(tǒng)、循環(huán)加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過外設(shè)的拉力傳感器監(jiān)控施加荷載，避免拉力傳感器受腐蝕和受溫度影響。降雨系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)水流的流量，模擬不同雨量的強(qiáng)度。加熱循環(huán)系統(tǒng)可使用箱體內(nèi)空氣均勻升溫?？刂葡到y(tǒng)可使噴淋和加熱自動(dòng)化控制，不需要人工值守，可大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，適合長時(shí)間模擬多因素環(huán)境試驗(yàn)。
【專利說明】酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種酸雨，濕熱和載荷耦合作用下的模擬試驗(yàn)裝置，尤其適用于鋼筋混凝土構(gòu)件在多因素影響下耐久性試驗(yàn)場合。

【背景技術(shù)】
[0002]酸雨是一種強(qiáng)侵蝕性的酸性介質(zhì)，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)收侵蝕而過早退出服役。針對混凝土酸雨侵蝕的研究，目前大都著眼于酸雨侵蝕性介質(zhì)的影響。很少關(guān)注酸雨環(huán)境中機(jī)械載荷，溫濕度變及其復(fù)合作用下對構(gòu)件服役性能的影響。目前還未出現(xiàn)模擬這三種因素的試驗(yàn)裝置。所以針對上述問題研制相應(yīng)的模擬試驗(yàn)裝置是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，該裝置能夠解決實(shí)驗(yàn)室條件下研究酸雨，濕熱和載荷等多因素耦合作用對混凝土結(jié)構(gòu)損傷的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，該裝置包括模擬箱體、降雨系統(tǒng)、循環(huán)供水系統(tǒng)、循環(huán)加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，循環(huán)供水系統(tǒng)包括水箱、閥門、流量計(jì)、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵、輸水管道；循環(huán)供熱系統(tǒng)包括風(fēng)道、加熱器、防腐軸流風(fēng)機(jī)。加載系統(tǒng)包括立柱、拉力傳感器、顯示儀表、反力鋼梁、螺旋千斤頂；立柱和拉力傳感器位于模擬箱體外側(cè)；模擬箱體內(nèi)設(shè)有降雨器和反射板，降雨器是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個(gè)向上的孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設(shè)地模擬箱體的上部，反射板借用模擬箱體的頂板，降雨器通過輸水管道與水箱連接，輸水管道上還設(shè)有流量計(jì)、閥門、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵，模擬箱體的底部設(shè)有排水管，排水管連通水箱。模擬箱體的外兩側(cè)設(shè)有立柱，立柱上設(shè)有拉力傳感器，立柱之間設(shè)反力鋼梁，反力鋼梁穿過模擬箱體，反力鋼梁下連接設(shè)有螺旋千斤頂，循環(huán)加熱系統(tǒng)包括加熱器，加熱器的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口通過通風(fēng)道連通模擬箱體，控制系統(tǒng)包括可編程控制器和溫控儀，控制系統(tǒng)通過有線或無線與設(shè)在流量計(jì)、加熱器、螺旋千斤頂處信號接收發(fā)送器連接。水箱內(nèi)設(shè)有Y形過濾器。模擬箱體底部設(shè)有支座。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過外設(shè)的拉力傳感器監(jiān)控施加荷載，避免拉力傳感器受腐蝕和受溫度影響。降雨系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)水流的流量，模擬不同雨量的強(qiáng)度。加熱循環(huán)系統(tǒng)可使用箱體內(nèi)空氣均勻升溫。控制系統(tǒng)可使噴淋和加熱自動(dòng)化控制，不需要人工值守，可大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，適合長時(shí)間模擬多因素環(huán)境試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)受力加載裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0008]一種酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，該裝置包括模擬箱體18、降雨系統(tǒng)、循環(huán)供水系統(tǒng)、循環(huán)加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，循環(huán)供水系統(tǒng)包括水箱3、Y形過濾器4、閥門5、流量計(jì)6、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵7、輸水管道8，水箱3用于盛放模擬酸雨的液體；Y形過濾器4安放在水箱的里面，防止雜質(zhì)進(jìn)入降雨系統(tǒng)進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)的效果。流量計(jì)6是一個(gè)有刻度的透明的塑料管道，用來控制降雨的大小。磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵8是動(dòng)力系統(tǒng)，使液體不停地在試驗(yàn)裝置中循環(huán)。循環(huán)供熱系統(tǒng)包括風(fēng)道9、加熱器10、防腐軸流風(fēng)機(jī)11 ;風(fēng)道9保證模擬箱體18中空氣的循環(huán)；加熱器10用于加熱空氣，從而模擬一定溫度條件下實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行；防腐軸流風(fēng)機(jī)11極大加快了室內(nèi)空氣流通。加載系統(tǒng)包括立柱12、拉力傳感器13、顯示儀表、反力鋼梁15、螺旋千斤頂16，支座17 ;立柱12和拉力傳感器13位于模擬箱體18外側(cè)，立柱12起支撐作用；拉力傳感器13用于控制構(gòu)件的受力大小；反力鋼梁15起到對螺旋千斤頂16的支撐作用；螺旋千斤頂16用于對構(gòu)件14施加壓力。構(gòu)件14放置在支座17與螺旋千斤頂16之間。控制系統(tǒng)包括可編程控制器和溫控儀，控制系統(tǒng)通過有線或無線與設(shè)在流量計(jì)、加熱器、螺旋千斤頂處信號接收發(fā)送器連接；可編程控制器起到控制工作時(shí)間，間歇時(shí)間，工作次數(shù)等因素；溫控儀起到控制模擬箱體里的溫度的作用，從而保證實(shí)驗(yàn)的正常運(yùn)行，模擬箱體18內(nèi)設(shè)有降雨器I和反射板2，降雨器I是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個(gè)孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設(shè)地模擬箱體18的上部，降雨器I通過輸水管道8與水箱3連接，輸水管道8上還設(shè)有流量計(jì)6、閥門5、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵7，水箱3內(nèi)設(shè)Y形過濾器4，試驗(yàn)時(shí)水流通過小孔噴出經(jīng)反射板2反彈模擬降雨，反射板2借用模擬箱體18的頂板，模擬箱體18的底部設(shè)有排水管，排水管連通水箱3 ;模擬箱體18的外兩側(cè)設(shè)有立柱12，立柱12上設(shè)有拉力傳感器13，立柱12之間設(shè)反力鋼梁15，反力鋼梁15穿過模擬箱體18，反力鋼梁15下連接設(shè)有螺旋千斤頂16，循環(huán)加熱系統(tǒng)包括加熱器10，加熱器10的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口通過通風(fēng)道連通模擬箱體18。
在具體使用過程中，首先按照試驗(yàn)方案要求制作相應(yīng)混凝土構(gòu)件并將構(gòu)件放在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，待養(yǎng)護(hù)完畢將試件放入模擬箱體中。將構(gòu)件放置在合適位置后用千斤頂進(jìn)行加載，并通過拉力傳感器和顯示儀表控制試件的壓力。配置相應(yīng)酸雨溶液放入降雨系統(tǒng)的水箱中，在放溶液之前，水箱中應(yīng)裝上Y型過濾器。接著通過控制系統(tǒng)設(shè)定噴淋時(shí)間，室內(nèi)溫度，間歇時(shí)間，工作次數(shù)，通風(fēng)時(shí)間等一系列控制因素。試件做噴淋之前須開啟循環(huán)供熱系統(tǒng)，由加熱器加熱室內(nèi)空氣，并由防腐軸流風(fēng)機(jī)提供風(fēng)力使室內(nèi)達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定的溫度。最后開始模擬在酸雨，濕熱，機(jī)械載荷條件下噴淋試件，溶液從循環(huán)供水系統(tǒng)的水箱出發(fā)，經(jīng)磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)，通過Y型過濾器過濾，進(jìn)入管道，過閥門，流量計(jì)，輸水管道進(jìn)入降雨系統(tǒng)，通過降雨系統(tǒng)的小孔噴出并通過反射板的反彈形成降雨落在構(gòu)件上，并通過模擬箱體底部的管道流回循環(huán)供水系統(tǒng)3的水箱，從而形成供水的循環(huán)。此時(shí)，因控制系統(tǒng)設(shè)定了相應(yīng)噴淋時(shí)間，室內(nèi)溫度，間歇時(shí)間，工作次數(shù)等因素，故實(shí)驗(yàn)人員無需待在試驗(yàn)旁邊守候。
[0009]試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)采集，當(dāng)噴淋結(jié)束后將試驗(yàn)構(gòu)件取出，再進(jìn)行相應(yīng)的性能試驗(yàn)，將試驗(yàn)所測得性能與正常條件下混凝土的性能對比即可得出在酸雨，濕熱，機(jī)械載荷耦合作用下對混凝土試件性能的影響。
[0010]綜上所述，本發(fā)明發(fā)明可以研究在酸雨，濕熱和載荷等多因素耦合作用對混凝土結(jié)構(gòu)損傷的問題?？刂葡到y(tǒng)的精確高效，不僅節(jié)約了人力，也保證了試驗(yàn)的精確程度。而且實(shí)驗(yàn)裝置的材料均采用穩(wěn)定的防腐蝕的材料，具有很高的循環(huán)使用性，進(jìn)而保證了試驗(yàn)的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。試驗(yàn)研究配合有限元軟件的驗(yàn)證和理論分析，即可確定酸雨，濕熱，機(jī)械載荷耦合作用下對混凝土試件性能的影響，為實(shí)際工程提供指導(dǎo)。
[0011 ] 最后，還需要注意的是，以上所述試驗(yàn)方式概括了多種試驗(yàn)方式，還可以有不同種類因素作用下的試驗(yàn)方式，如:酸雨濕熱條件下對混凝土試件性能的影響等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:該裝置包括模擬箱體(18)、降雨系統(tǒng)、循環(huán)供水系統(tǒng)、循環(huán)加熱系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，循環(huán)供水系統(tǒng)包括水箱(3)、閥門(5)、流量計(jì)(6)、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵(7)、輸水管道(8);循環(huán)供熱系統(tǒng)包括風(fēng)道(9)、加熱器(10)、防腐軸流風(fēng)機(jī)(11);加載系統(tǒng)包括立柱(12)、拉力傳感器(13)、顯示儀表(14)、反力鋼梁(15)、螺旋千斤頂(16);立柱(12)和拉力傳感器(13)位于模擬箱體(18)外側(cè)；模擬箱體(18)內(nèi)設(shè)有降雨器(I)和反射板(2)，降雨器(I)是由PVC管相互連接而成，且在管上每隔十五厘米就打上一個(gè)向上的孔，所有孔大小一致，且在一條直線上，設(shè)地模擬箱體(18)的上部，反射板(2)借用模擬箱體(18)的頂板，降雨器(I)通過輸水管道(8)與水箱(3)連接，輸水管道(8)上還設(shè)有流量計(jì)(6)、閥門(5)、磁力驅(qū)動(dòng)循環(huán)泵(7)，模擬箱體(18)的底部設(shè)有排水管，排水管連通水箱(3);模擬箱體(18)的外兩側(cè)設(shè)有立柱(12)，立柱(12)上設(shè)有拉力傳感器(13)，立柱(12)之間設(shè)反力鋼梁(15)，反力鋼梁(15)穿過模擬箱體(18)，反力鋼梁(15)下連接設(shè)有螺旋千斤頂(16)，循環(huán)加熱系統(tǒng)包括加熱器(10)，加熱器(10)的進(jìn)風(fēng)口(19)和出風(fēng)口(20)通過通風(fēng)道連通模擬箱體(18)，控制系統(tǒng)包括可編程控制器和溫控儀，控制系統(tǒng)通過有線或無線與設(shè)在流量計(jì)(6)、加熱器(10)、螺旋千斤頂(16)處信號接收發(fā)送器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:水箱內(nèi)設(shè)有Y形過濾器(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸雨、濕熱、機(jī)械載荷耦合作用模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于:模擬箱體(18 )底部設(shè)有支座(17 )。
【文檔編號】G01N17/00GK104198360SQ201410429447
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】謝力, 陳夢成, 韓英俊, 張凡孟 申請人:華東交通大學(xué)