一種檢測橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法

2023-06-23 09:49:56 2

專利名稱：一種檢測橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法
技術領域：
本發明涉及一種試驗檢測橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法，可以用於檢測不同直徑的無鉛芯天然橡膠隔震支座和鉛芯橡膠隔震支座的定剪切豎向拉伸剛度，屬於力學檢測方法領域。
背景技術：
目前，對橡膠隔震支座剛度性能檢測主要集中於橡膠隔震支座的豎向壓縮剛度和水平剪切剛度，對橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的試驗測定方法研究較少。若每改變一次水平剪切變形，側豎向拉伸位移時即要移動一次位移計，會使試驗數據處理較為繁瑣且增加試驗時間，效率和準確性較差。不利於對橡膠隔震支座不同剪切應變下的豎向拉伸剛度評定。

發明內容
為了增加橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度試驗測定的效率和準確性，在不需要移動位移計和初始化試驗數據的情況下即可準確測定橡膠隔震支座不同剪切變形下的豎向拉伸剛度，本發明提供了一種橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的試驗測定方法，本發明的技術方案是一種試驗測定橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法， 其將橡膠隔震支座試件分別與水平拉伸加載設備和豎向拉伸加載設備相連，在橡膠隔震支座兩側中間分別布置豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2，測量豎向相對拉伸位移； 在支座上連接板和和底座各布置一個水平拉弦式位移計3和水平拉弦式位移計4，量測水平剪切位移；所述的水平拉伸加載設備為一個水平拉伸千斤頂C，所述的豎向拉伸加載設備為豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B，其中豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B用於對橡膠隔震支座施加豎向拉力，水平拉伸千斤頂C用於控制控制橡膠隔震支座上連接板的水平；本發明所採用的步驟如下a、記錄豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2初始伸長量平均值為δ 10, δ 10 =(S1+δ 2)/2，其中S1為豎向拉弦式位移計1初始伸長量，δ 2為豎向拉弦式位移計1初始伸長量。b、水平拉伸千斤頂C對橡膠支座施加水平位移，待達到水平剪切位移I δ 3- δ 4|的設定值時，設定值根據橡膠層總厚度按不同拉伸應變來控制，其中δ 3為拉弦式位移計3測得的伸長量，S 4為拉弦式位移計4測得的伸長量，記錄此時豎向拉弦式位移計1和豎向拉
弦式位移計2等效伸長量平均值變為δ 『 10；5 『 10由^^+間-麼」計算得出，其中δ 10 豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2初始伸長量的平均值，δ 3為拉弦式位移計3測得的伸長量，、為拉弦式位移計4測得的伸長量。c、保持I δ3-δ4|不變，其中δ 3為拉弦式位移計4測得的伸長量，δ 4為拉弦式位移計4測得的伸長量，豎向拉伸千斤頂A對橡膠隔震支座進行豎向拉伸加載，控制橡膠隔震支座豎向拉伸量為h，此時控制豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2伸長量平均值變在5 『 10基礎上的增長量為Δ = V^10 + hf + (δ3 -^4)2 - ^10，其中δ1(1為豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2初始伸長量平均值，h為橡膠隔震支座豎向拉伸量，δ 3為水平拉弦式位移計3測得的伸長量，δ 4為水平拉弦式位移計4測得的伸長量，δ 『 10為施加水平剪切位移後豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2伸長量的平均值；此時豎向千斤頂拉力為P，P為豎向千斤頂A和豎向千斤頂B的合力；d、然後將豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2的位移卸載至δ 『 10,即完成一次豎向拉伸滯回。根據公式& = I，Kt為豎向拉伸剛度，P為豎向千斤頂A和B的合
力，Δ為橡膠隔震支座豎向拉伸變形，即可得到橡膠隔震支座此次滯回豎向拉伸剛度。豎向千斤頂A施加豎向荷載Pa，作用位置為橡膠支座軸心位置；豎向千斤頂B施加荷載I3b作用在支座中心軸線上與Pa平行，距離軸心830mm。其中豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2的初始伸長量平均值δ 1(|通過鋼尺測量測，是實驗前豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2已經伸出的線長；通過控制選擇不同△即可得出不同定剪切拉伸應變下的豎向拉伸剛度，包括初期剛度、屈服剛度和屈服後剛度。本發明的優點是不用移動位移計和初始化試驗數據，即可快速準確的試驗計算出橡膠隔震支座不同剪切應變下的豎向拉伸剛度，測試效率高，準確性增加。


圖1是本發明方法使用的拉弦式位移計布置圖；圖2為本發明方法使用的加載裝置實現圖；圖中A、B、C為液壓千斤頂，1、2、3、4為拉弦式位移計。
具體實施例方式如圖2所示，將圖1中的橡膠隔震支座試件置於採用位移控制加載的裝置中，先測量出豎向拉弦位移計1已經伸出線的長度Sltl，施加水平拉伸荷載，待水平剪切拉伸位移
δ3-δ4|，δ 3為拉弦式位移計3測得的伸長量，δ 4為拉弦式位移計4測得的伸長量。達到設定值時，設定值根據橡膠層總厚度按不同的拉伸應變控制，豎向拉弦式位移計1和2伸長量變為δ 『 1(|，保持剪切拉伸位移不變，使用豎向千斤頂A施加豎向荷載Pa，作用位置為橡膠支座軸心位置；豎向千斤頂B施加荷載作用在支座中心軸線上與Pa平行，距離軸心 830mm,起調整控制橡膠隔震支座連接板水平作用，將橡膠隔震支座豎向拉伸變形h，此時拉弦式位移計伸長增量為Δ，其中Pa*拉力，為壓力，總豎向拉伸荷載P = Pa-IV P^Wb 均為絕對值。然後將豎向千斤頂A、B卸載豎向拉弦式位移計1和2伸長量平均值恢復為 δ 『 1(1，一個定剪切豎向拉伸滯回完成。採用的施加荷載的設備為一個水平千斤頂C和兩個豎向拉伸千斤頂A和B，水平千斤頂作用在上連接板，合力通過上連接板形心，控制水平剪切位移，豎向拉伸千斤頂A作用在橡膠隔震支座軸心位置，得到軸向拉力ΡΑ，豎向拉伸千斤頂B作用在支座中心軸線上與Pa 平行，距離軸心830mm，得到壓力IV拉弦式位移計1和2位於支座兩側中點，上下連接板之間，量測支座豎向拉伸相對位移。拉弦式位移計3固定在支架上，量測支座上連接板水平剪切位移，拉弦式位移計4固定在支架上，量測底座水平位移。例如對直徑為800mm的鉛芯橡膠隔震支座進行定剪切100%豎向拉伸初始剛度試驗測定，具體實施步驟如下1.測量豎向拉弦位移計1已經伸出線的長度δ 10 = 229mm(總量程為600mm)，控制水平剪切位移為156mm(橡膠層總厚為156mm)，此時豎向拉弦式位移計伸長量δ 『 1(| = 277. Imm ；2.保持水平剪切位移I δ 3- δ 4| = 156mm不變，即恆定剪切應變100%，使用豎向千斤頂A進行豎向加載，豎向千斤頂B調整橡膠隔震支座連接板水平，待豎向拉弦位移計1 伸長量變為四0. Imm時，橡膠隔震支座豎向拉伸變形h = 15. 6mm,即豎向拉伸應變為10% 時，豎向千斤頂A開始卸載，直至豎向拉弦式位移計伸長量恢復為δ' 10 = 277. Imm ；3.重複步驟2，反覆循環三次，以第三次循環豎向拉伸應變約為0.35%時的豎向力差值 234. 326ΚΝ 為 P，此時豎向拉伸位移為Δ = ^(S10 + Kf + (^3 - S4)2 - S0 =0.546mm；4.根據公式& = ^=429.168KN/mm, Kt為豎向拉伸剛度，P為豎向千斤頂A禾Π B的
合力，Δ為橡膠隔震支座豎向拉伸變形。在此僅以水平剪切100%，豎向拉伸10%為例，其他定剪切變形下的不同豎向拉伸滯回工況所求得的偏拉豎向剛度以此類推。
權利要求
1.一種試驗測定橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法，其特徵在於所述檢測方法如下將橡膠隔震支座試件分別與水平拉伸加載設備和豎向拉伸加載設備相連，在橡膠隔震支座兩側中間分別布置豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計O)，測量豎向相對拉伸位移；在支座上連接板和和底座各布置一個水平拉弦式位移計( 和水平拉弦式位移計 G)，量測水平剪切位移；所述的水平拉伸加載設備為一個水平拉伸千斤頂C，所述的豎向拉伸加載設備為豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B，其中豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B用於對橡膠隔震支座施加豎向拉力，水平拉伸千斤頂C用於控制控制橡膠隔震支座上連接板的水平；本發明所採用的步驟如下a、記錄豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計(2)初始伸長量平均值為δ10, δ 10 =(δ1+δ2)/2，其中S1為豎向拉弦式位移計(1)初始伸長量，δ 2為豎向拉弦式位移計(1) 初始伸長量；b、水平拉伸千斤頂C對橡膠支座施加水平位移，待達到水平剪切位移Iδ3-δ4|的設定值時，設定值根據橡膠層總厚度按不同拉伸應變來控制，其中、為拉弦式位移計⑶測得的伸長量，、為拉弦式位移計(4)測得的伸長量，記錄此時豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計⑵等效伸長量平均值變為δ 『 10；5 『 10由^^+間-麼」計算得出，其中 Sltl豎向拉弦式位移計⑴和豎向拉弦式位移計(2)初始伸長量的平均值，、為拉弦式位移計(3)測得的伸長量，δ 4為拉弦式位移計(4)測得的伸長量；C、保持I δ3-δ4|不變，其中δ 3為拉弦式位移計⑷測得的伸長量，δ 4為拉弦式位移計⑷測得的伸長量，豎向拉伸千斤頂A對橡膠隔震支座進行豎向拉伸加載，控制橡膠隔震支座豎向拉伸量為h，此時控制豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計(2)伸長量平均值變在5丨10基礎上的增長量為Δ = V^10 + hf + (δ3 - ^4)2 - ^10，其中δ1(1為豎向拉弦式位移計⑴和豎向拉弦式位移計⑵初始伸長量平均值，h為橡膠隔震支座豎向拉伸量，δ 3為水平拉弦式位移計⑶測得的伸長量，、為水平拉弦式位移計⑷測得的伸長量，δ 『 10 為施加水平剪切位移後豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計(2)伸長量的平均值； 此時豎向千斤頂拉力為P，P為豎向千斤頂A和豎向千斤頂B的合力；d、然後將豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計O)的位移卸載至δ 『 1(|，即完成一次豎向拉伸滯回；根據公式& = |，Kt為豎向拉伸剛度，P為豎向千斤頂A和B的合力，Δ為橡膠隔震支座豎向拉伸變形，即可得到橡膠隔震支座此次滯回豎向拉伸剛度。
2.根據權利要求1所述的一種試驗測定橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法，其特徵在於豎向千斤頂A施加豎向荷載Pa，作用位置為橡膠支座軸心位置；豎向千斤頂B施加荷載I3b作用在支座中心軸線上與Pa平行，距離軸心830mm。
3.根據權利要求1所述的一種試驗測定橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法，其特徵在於其中豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計O)的初始伸長量平均值Sltl 通過鋼尺測量測，是實驗前豎向拉弦式位移計(1)和豎向拉弦式位移計O)已經伸出的線長。
全文摘要
一種試驗檢測橡膠隔震支座定剪切豎向拉伸剛度的方法，屬於力學檢測方法領域。本方法將橡膠隔震支座試件分別與水平拉伸加載設備和豎向拉伸加載設備相連，在支座兩側中間分別布置豎向拉弦式位移計1和豎向拉弦式位移計2測量豎向相對拉伸位移；在支座上連接板和和底座各布置一個水平拉弦式位移計3和水平拉弦式位移計4量測水平剪切位移；水平拉伸加載設備為一個水平拉伸千斤頂C，豎向拉伸加載設備為豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B，豎向拉伸千斤頂A和豎向拉伸千斤頂B用於對橡膠隔震支座施加豎向拉力，水平拉伸千斤頂C用於控制控制橡膠隔震支座上連接板的水平。本方法可快速準確的試驗計算出橡膠隔震支座不同剪切應變下的豎向拉伸剛度。
文檔編號G01N3/08GK102539236SQ20111041344
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者張志謙, 閆維明, 陳適才, 顧大鵬 申請人:北京工業大學