一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置的製作方法

2023-11-04 11:19:02

專利名稱：一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於結構工程技術領域，尤其涉及一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置。
背景技術：
薄壁圓柱殼廣泛應用於土木工程中的各類殼體結構，如儲罐、筒倉、塔桅、煙囪以及管道等。建造在軟土地基上的大型圓柱殼容易產生各種變形，其中殼周不均勻沉降對殼體穩定最為不利。薄壁圓柱殼分為浮頂殼體和固頂殼體。薄壁圓柱殼結構試驗對邊界條件十分敏感，因此薄壁圓柱殼頂部和底部邊界準確模擬非常重要，這對實驗裝置提出了要求， 但是，目前尚未有進行薄壁圓柱殼結構試驗的邊界模擬裝置的報導。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置，它包括中央支撐杆、上圓環板、可拆卸式下圓環板和套筒。上圓環板通過套筒固定在中央支撐杆上，中央支撐杆的端部與可拆卸式下圓環板通過螺紋旋接，上圓環板和可拆卸式下圓環板半徑相同。其中，所述可拆卸式下圓環板包括四個四分之一外圓環和一個中間連接體，中間連接體通過四個連接鋼板分別與四個四分之一外圓環可拆卸式連接。本實用新型具有的有益效果是通過這套薄壁圓柱殼邊界條件模擬裝置，將其作為模板可以製作薄壁圓柱殼模型，並很好地形成薄壁圓柱殼模型頂部和底部固定邊界，能夠模擬固頂殼體和浮頂殼體。本實用新型結構簡單，成本低，而且可以假定製作的薄壁圓柱殼沒有初始應力，只有很小的幾何初始缺陷，適用於薄壁圓柱殼的試驗研究。

圖1是本實用新型的主視圖；圖2是上圓環板的平面圖；圖3是可拆卸式下圓環板的平面圖；圖中1、薄壁圓柱殼模型，2、中央支撐杆，3、上圓環板，4、可拆卸式下圓環板，5、套筒，6、連接鋼板，7、螺栓，8、四分之一外圓環，9、中間連接體。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，本實用新型薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置包括中央支撐杆2、上圓環板3、可拆卸式下圓環板4和套筒5。其中，上圓環板3通過套筒5固定在中央支撐杆2上，中央支撐杆2的端部與可拆卸式下圓環板4通過螺紋旋接，上圓環板3和可拆卸式下圓環板4半徑相同。圖2所示為上圓環板3的結構，其主要由一個外圓環和一個十字加強肋一體形成。 十字加強肋的中間有一個孔，中央支撐杆2穿過該孔後由套筒5固定。如圖3所示，可拆卸式下圓環板4包括四個四分之一外圓環8和一個中間連接體 9，中間連接體9通過四個連接鋼板6分別與四個四分之一外圓環8可拆卸式連接。連接鋼板6與中間連接體9和四分之一外圓環8之間均通過螺栓7連接。中間連接體9中心有一中心螺紋孔，中央支撐杆2的端部旋入該螺紋孔。本實用新型的工作過程如下1、通過螺栓7和連接鋼板6將四個四分之一外圓環8和一個中間連接體9連接在一起，組成可拆卸式下圓環板4，將中央支撐杆2插入可拆卸式下圓環板4的中心螺紋孔，再將上圓環板3套入中央支撐杆2後用套筒5固定。2、利用上圓環板3和可拆卸式下圓環板4作為模板，將薄壁材料形成薄壁圓柱殼模型1。薄壁材料為矩形，繞著上圓環板3和可拆卸式下圓環板4捲成圓桶狀的薄壁圓柱殼模型1。薄壁圓柱殼模型1可以由聚酯薄膜等塑料製作而成。3、將玻璃膠塗於薄壁圓柱殼模型1外圓周底部，玻璃膠凝固後，旋開螺栓7，將四個四分之一外圓環8內移，再在薄壁圓柱殼模型1內圓周凃上玻璃膠，形成底部固定邊界條件。4、移走上圓環板3模擬浮頂殼體；或將薄壁圓柱殼模型1頂部固定於上圓環板3 外，形成頂部固定邊界條件，從而模擬固頂殼體。
權利要求1. 一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置，其特徵在於，它包括中央支撐杆(2)、上圓環板(3)、可拆卸式下圓環板(4)和套筒(5);上圓環板(3)通過套筒(5)固定在中央支撐杆(2)上，中央支撐杆(2)的端部與可拆卸式下圓環板(4)通過螺紋旋接，上圓環板(3)和可拆卸式下圓環板(4)半徑相同；其中，所述可拆卸式下圓環板(4)包括四個四分之一外圓環(8)和一個中間連接體(9)，中間連接體(9)通過四個連接鋼板(6)分別與四個四分之一外圓環(8)可拆卸式連接。
專利摘要本實用新型公開了一種薄壁圓柱殼結構試驗中的邊界模擬裝置,該裝置包括中央支撐杆、上圓環板和可拆卸式下圓環板。將上圓環板和下圓環板作為模板製作薄壁圓柱殼模型，在薄壁圓柱殼模型底部利用玻璃膠塗於底部邊界，鬆開可拆卸式式下圓環板上的螺栓將下圓環板內移，在模型內側塗一圈同樣的玻璃膠，形成底部固定邊界條件，在薄壁圓柱殼頂部利用鋁帶將薄壁圓柱殼模型頂部固定於上圓環板，可形成頂部固定邊界條件。該裝置可以靈活拆卸，具有在試件製作過程中充當模板和形成試件底部和頂部邊界條件的兩種作用。當放鬆頂部邊界時，可以模擬浮頂殼體；當約束頂部邊界時，可以模擬固頂殼體。
文檔編號G01M13/00GK201945446SQ20102067206
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月21日 優先權日2010年12月21日
發明者楊勇, 趙陽 申請人:浙江大學