本发明涉及钢结构耐久性检测技术领域，具体涉及一种钢结构耐久性实验方法。
背景技术：
钢材以其高强、体积小、制造与安装方便等诸多优点，愈来愈广泛地用于建筑构造，但由于自然环境因素影响和外界有害物质侵蚀，钢材容易发生腐蚀，进而引起构件有效断面减小而导致承载力下降。另外：在反复载荷作用下，因裂缝扩展、损伤累计会引起疲劳破坏，因此钢结构的耐久性问题是工程界高度关注的一个问题。目前关于钢结构的耐久性研究主要集中在：保护膜破坏耐久性、大气腐蚀母材断面损伤耐久性、大气和应力联合作用下承载能力耐久性以及疲劳累计损伤耐久性等四个方面。
我国专利申请号cn201610399403.7；公开日：2016.09.21公开了一种用于钢筋混凝土结构耐久性实验参数检测或监测的终端装置，属于土木工程技术领域。它解决了现有用于钢筋混凝土结构耐久性实验参数检测或监测装置工作效率低的问题。本用于钢筋混凝土结构耐久性实验参数检测或监测的终端装置包括：装置盒体，具有用于容纳导线的容置腔；装置盒盖，扣合在装置盒体上，在装置盒盖面部设置有用于与外部仪器相连的若干实验插座以及若干检测或监测插座；三档开关，设置为至少一个，三档开关穿设在装置盒盖上且三档开关通过导线与对应的实验插座、检测或监测插座以及钢筋混凝土试件相连。本发明具有工作效率高、测量误差小的优点。
我国专利申请号cn201110279169.1；公开日：2012.03.14公开了一种鞭形锁耐久实验控制方法，包括步骤：①打开工位开关信号；②单片机控制鞭形锁一侧电磁阀从而使气缸推动鞭形锁向一侧扭转，扭转到位后，停止转动；继而单片机控制鞭形锁另一侧电磁阀使得气缸推动鞭形锁向另一侧扭转，扭转到位后，停止转动；如此循环操作直至达到实验设定的循环数值；③实验停止。按照本发明的处理方法，本发明采用单片机控制替换现有的plc控制，通过单片机对整个实验循环过程的控制，实现了高度的自动化，无需人工手动参与，简化了操作，降低了故障率，提高了工作效率，同时降低了人力成本。
以上两个发明的结构存在以下不足：
1.没用设计具体的施加压力的加载结构，仅仅是通过使钢结构构件外表生锈，不改变其内部质地，因而不能有效模拟钢结构在受到自然环境影响下的质地变化后的耐久实验，如受高温影响，即无法模拟出钢结构在大气和应力联合作用下的承载能力耐久性。
2.同时没有设计计数功能，无法准确获悉向钢结构施加载荷的次数，以及通过统计载荷次数研究出钢结构的疲劳累计损伤耐久性。
3.钢结构的实验方式比较单一，无法测出钢结构不同状态下的耐久性，实用性有待提升。
根据现有技术的不足，因而有必要设计一种具有具体加载结构，并能改变钢结构内部质地，有效模拟其受自然环境影响后的耐久性，同时具备统计功能，能准确获悉钢结构受外力加载次数与疲劳累计损伤耐久性之间的关系，并具备多种实验方式，能测出不同状态下的钢结构耐久性实验设备及实验方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种钢结构耐久性实验设备及实验方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种钢结构耐久性实验方法，所述实验方法基于一钢结构耐久性设备来实现，设备包括底座、控制器、加热机构、冷却机构和加载机构，所述控制器固定设在底座的顶部，所述加热机构固定设在底座的顶部以加热钢结构，加热机构包括实验箱、两组固定组件和三组加热组件，所述实验箱固定设在底座的顶部，并且实验箱为矩形壳体结构，两组固定组件呈对称设在实验箱的内侧底部，三组加热组件均设在实验箱的内壁上，所述冷却机构设在密封罩的两端以冷却钢结构，冷却机构包括供水箱、输送组件和若干组喷淋组件，所述供水箱固定设在底座的顶部，所述输送组件连通设置在供水箱上，若干组喷淋组件呈对称设在实验箱的内侧顶部两端，所述加载机构滑动设在实验箱的前部以向钢结构施加载荷，加载机构包括滑动组件和牵引组件，所述滑动组件设在底座的顶部，所述牵引组件设在滑动组件的顶部，输送组件、滑动组件、牵引组件和三组加热组件均与控制器为电性连接。
进一步的，所述实验箱的敞开端上滑动设有防护门，所述防护门上设有把手，实验箱的侧壁上设有排水管，并且实验箱的顶部设有排气罩，每组加热组件均包括两个安装板和若干个电加热管，两个安装板固定设在实验箱的内壁上，两个安装板之间固定设有防护栏，若干个电加热管等间距设在两个安装板之间并位于防护栏的内部，实验箱的内壁上还设有温度传感器，温度传感器和若干个电加热管均与控制器电连接。
进一步的，每组所述固定组件均包括限位槽和固定插销，所述限位槽固定设置在实验箱的内侧底部，限位槽的两端均固定设置有锁止块，并且限位槽的内部等间距设置有两个定位块，所述固定插销水平插设在限位槽的内部，其中一个锁止块和两个定位块上均设有可供固定插销穿过的通孔，另一个锁止块上设有可供固定插销插入的的插孔，固定插销的一端自一个锁止块和两个定位块上的通孔穿过，其另一端与另一个锁止块上的插孔插设连接。
进一步的，所述滑动组件包括电动推杆、滑轨和滑台，所述滑轨固定设在底座的顶部，所述滑台滑动设在滑轨上，滑台的顶部呈对称设置有四个电动伸缩脚，滑台的底部呈对称设置有四个与滑轨滑动连接的滑轮，并且滑台的一个侧壁上固定设有连接块，所述电动推杆通过固定套水平设在底座上，并且其输出端与连接块固定连接，滑台的另一个侧壁上固定设有套块，滑台的旁侧呈对称设置有两个支撑块，两个支撑块之间设有导向杆，所述套块与导向杆插设连接，所述电动推杆和四个电动伸缩脚均与控制器电连接。
进一步的，所述牵引组件包括伺服电机、往复套和牵引杆，四个电动伸缩脚的顶部固定设有支撑板，所述伺服电机固定设在支撑板上，伺服电机的输出端上套设有缺齿齿轮，所述往复套通过两个对称设置有的滑杆滑动设在支撑板靠近伺服电机的一侧外壁上，并且往复套的内壁上呈对称设置有两个均与缺齿齿轮啮合连接的齿条，并且支撑板的两端均固定连接有与滑杆滑动连接的限位套，每个滑杆远离往复套的一端均固定连接有防脱块，靠近防护门的防脱块上设有固定块，所述牵引杆竖直设在固定块的底部，牵引杆的旁侧还装有位置传感器，并且牵引杆上套设有连接块和力传感器，连接块上设有可供牵引杆穿过的圆孔，连接块的外壁上还固定连接有螺纹杆，所述伺服电机、位置传感器和力传感器均与控制器电连接。
进一步的，所述供水箱的顶部呈一体成型设置有注水口，所述注水口上设有旋盖，并且供水箱的外壁上设有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗上设有刻度值。
进一步的，所述输送组件包括吸水泵、第一输送管、第二输送管和分流管，所述吸水泵固定设在底座的顶部并位于供水箱的旁侧，所述第一输送管设在供水箱和吸水泵之间，所述第二输送管设在吸水泵的另一端，所述分流管连通设在第二输送管远离吸水泵的一端，并且分流管远离第二输送管的一端等间距设置有若干个流出口，所述吸水泵与控制器电连接。
进一步的，每组喷淋组件均包括雾化喷头和连接管，所述连接管连通设在流出口上，并且连接管的另一端穿过实验箱延申至其内侧顶部，所述雾化喷头固定连接在连接管远离流出口的一端，连接管上还套设有密封圈，所述密封圈与实验箱的外壁贴合连接，实验箱的内侧顶部还固定设有防护罩，雾化喷头与防护罩远离实验箱内壁的一端插设连接，并且防护罩的敞开端上设有防护板，所述防护板与其敞开端通过螺栓固定连接。
一种钢结构耐久性实验方法，包括以下步骤：
步骤一：制作实验用的钢结构，然后在钢结构的所有支撑脚上钻孔，钻孔与通孔以及插孔的轴线一致，并且在钢结构靠近防护门的顶部外壁上打出螺纹孔，接着拉开防护门，将打孔后的钢结构放入实验箱的内部，并保持钢结构的支撑脚位于两个限位槽的内部，然后利用固定组件将钢结构与两个限位槽一一固定，为其耐久实验的进行提供前提基础，接着将防护门合紧。
步骤二：通过控制器启动若干个电加热管，从而对钢结构进行加热，通常钢材加热到40摄氏度，便满足实验的要求，因而将控制器内部的温度预设值设为40摄氏度，若干个电加热管对钢结构进行加热后，实验箱内部的热量开始积聚，温度升为40摄氏度时，温度传感器检测到这一信号并传送给控制器，控制器接收到温度信号后，断电若干个电加热管，停止加热，并利用实验箱保温一定时间，此处，保温时间不具体设定，钢架于实验箱的内部保温一定时间后，通过控制器启动吸水泵，从而通过第一输送管将供水箱内的水输送至吸水泵的内部，再通过第二输送管将水从吸水泵的内部输送至分流管的内部，流出口用来将水输送至喷淋组件内部，水流入分流管内时，从流出口流入连接管的内部，然后再从连接管流入雾化喷头内，接着由雾化喷头喷向钢结构，雾化喷头喷出的水流呈雾状水滴，既扩大了喷头的喷洒范围和水滴与钢结构的接触面积，增快钢结构的冷却速度，达到急剧冷却效果，同时雾状水滴可有效较小水资源的损耗，有利于节约水资源和降低实验成本，钢结构在加热好并保温一定时间后，再进行水冷却，可达到急剧冷却的效果，此时钢结构的内部产生了内应力，钢结构的质地变脆，从而这种快速方式模拟钢结构于实际应用中受高温后的质地变化，进而方便耐久实验。
步骤三：钢结构进行急剧冷却后，其质地变脆，已与实际应用中受高温后的质地变化的钢结构无异，打开防护门，通过控制器启动电动推杆，从而使其输出端收缩，因而通过连接块将滑台向靠近实验箱的一端拉动，由于滑台通过滑轮与滑轨滑动连接，进而带动滑台于滑轨上向靠近实验箱的一端滑动，导向杆起到导向作用，保证滑台运作的稳固性。
步骤四：防护门打开后，首先将连接杆沿其外壁上的螺纹杆安装在之前钢结构顶部外壁上所打的螺纹孔内，并保持力传感器正面朝上，当滑台向靠近实验箱的一端拉动时，位置传感器检测到连接块的位置信号后，将这一信号传送给控制器，控制器断电电动推杆，从而使得滑台停止滑动，此时牵引杆位于力传感器的正上方，然后通过控制器启动四个电动伸缩脚，从而带动牵引杆下降，直至其插入连接块上的圆孔内停止，此时，连接块将钢结构与牵引组件连为一体，然后通过牵引组件向钢结构施加外力进行往复加载实验，以模拟其于实际应用中受到高温影响质地变脆后的耐久性，控制器上设有显示屏，牵引杆每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构于实际应用中受高温影响质地变脆后并在受到某一载荷作用下的耐久性。
本发明的有益效果：
1.本发明通过设计加热机构、冷却机构和加载机构并在控制器上设计显示屏和计数功能，牵引杆每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构在大气和应力联合作用下承载能力耐久性数据。
2.同时在仅启动牵引组件时，通过牵引组件对钢结构施加外力，并进行往复的加载实验，在钢结构在质地不变化，外边不生锈的情况下，可以测出钢结构受疲劳累计损伤的耐久性数据。
3.在仅启动喷淋组件后等待一定时间，等待过后的喷至钢结构表面的水滴会致使钢结构生锈，在钢结构仅外表生锈、内部质地不变的状态下，然后通过与控制器、牵引组件配合，能够测出钢结构仅在生锈状态下的耐久性数据。
4.本发明提供的实验方法具备多种实验方式，实验人员能测出钢结构在不同状态下的耐久性数据，进一步提升了本设备的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中的a处放大图；
图4为本发明实验箱除去防护门的主视图；
图5为图4中的b处放大图；
图6为本发明实验箱、320固定组件和加热组件的立体结构示意图；
图7为图6中的c处放大图；
图8为本发明加载机构的立体结构示意图；
图9为图8中的d处放大图；
图10为图8中的e处放大图；
图中：底座1，控制器2，加热机构3，实验箱30，温度传感器300，防护罩301，固定组件31，限位槽310，固定插销311，锁止块312，定位块313，加热组件32，安装板320，电加热管321，冷却机构4，供水箱40，输送组件41，吸水泵410，第一输送管411，第二输送管412，分流管413，喷淋组件42，雾化喷头420，连接管421，加载机构5，滑动组件50，电动推杆500，滑轨501，滑台502，电动伸缩脚503，牵引组件51，伺服电机510，往复套511，牵引杆512，缺齿齿轮513，滑杆514，齿条515，位置传感器516，连接块517，力传感器518。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。
参照图1至图10所示的一种钢结构耐久性实验设备，包括底座1，还包括控制器2、加热机构3、冷却机构4和加载机构5，所述控制器2固定设在底座1的顶部，所述加热机构3固定设在底座1的顶部以加热钢结构，加热机构3包括实验箱30、两组固定组件31和三组加热组件32，所述实验箱30固定设在底座1的顶部，并且实验箱30为矩形壳体结构，两组固定组件31呈对称设在实验箱30的内侧底部，三组加热组件32均设在实验箱30的内壁上，所述冷却机构4设在密封罩的两端以冷却钢结构，冷却机构4包括供水箱40、输送组件41和若干组喷淋组件42，所述供水箱40固定设在底座1的顶部，所述输送组件41连通设置在供水箱40上，若干组喷淋组件42呈对称设在实验箱30的内侧顶部两端，所述加载机构5滑动设在实验箱30的前部以向钢结构施加载荷，加载机构5包括滑动组件50和牵引组件51，所述滑动组件50设在底座1的顶部，所述牵引组件51设在滑动组件50的顶部，输送组件41、滑动组件50、牵引组件51和三组加热组件32均与控制器2为电性连接。
所述实验箱30的敞开端上滑动设有防护门，所述防护门上设有把手，实验箱30的侧壁上设有排水管，并且实验箱30的顶部设有排气罩，每组加热组件32均包括两个安装板320和若干个电加热管321，两个安装板320固定设在实验箱30的内壁上，两个安装板320之间固定设有防护栏，若干个电加热管321等间距设在两个安装板320之间并位于防护栏的内部，实验箱30的内壁上还设有温度传感器300，温度传感器300和若干个电加热管321均与控制器2电连接，当钢结构被放入实验箱30内部并固定后，通过把手将防护门合紧，然后通过控制器2启动若干个电加热管321，从而对钢结构进行加热，通常钢材加热到40摄氏度，便满足实验的要求，因而将控制器2内部的温度预设值设为40摄氏度，当若干个电加热管321对钢结构进行加热后，实验箱30内部的热量开始积聚，当温度升为40摄氏度时，温度传感器300检测到这一信号并传送给控制器2，控制器2接收到温度信号后，断电若干个电加热管321，停止加热，并利用实验箱30保温一定时间，此处保温时间不具体设定，排气罩用来是适当排出实验箱30内部的热气，防止实验箱30因其内部热量积聚过多而产生爆裂，可延长实验箱30的使用寿命，防护栏用来保护电加热管321，同时防止实验人员烫伤，排水管用来排出实验箱30内部因喷淋组件42运作而积聚的水分。
每组所述固定组件31均包括限位槽310和固定插销311，所述限位槽310固定设置在实验箱30的内侧底部，限位槽310的两端均固定设置有锁止块312，并且限位槽310的内部等间距设置有两个定位块313，所述固定插销311水平插设在限位槽310的内部，其中一个锁止块312和两个定位块313上均设有可供固定插销311穿过的通孔，另一个锁止块312上设有可供固定插销311插入的的插孔，固定插销311的一端自一个锁止块312和两个定位块313上的通孔穿过，其另一端与另一个锁止块312上的插孔插设连接，当进行钢结构耐久实验时，首先制作实验用的钢结构，然后在钢结构的所有支撑脚上钻孔，钻孔与通孔以及插孔的轴线一致，并且在钢结构靠近防护门的顶部外壁上打出螺纹孔，接着拉开防护门，将打孔后的钢结构放入实验箱30的内部，并保持钢结构的支撑脚位于两个限位槽310的内部，然后将固定插销311沿锁止块312、定位块313上的通孔以及钢结构上的钻孔依次穿过，直至固定插销311的另一端与另外的锁止块312上的插孔插接，从而将钢结构的底部与两个限位槽310一一固定，为耐久实验的进行提供前提基础，然后将防护门合紧。
所述滑动组件50包括电动推杆500、滑轨501和滑台502，所述滑轨501固定设在底座1的顶部，所述滑台502滑动设在滑轨501上，滑台502的顶部呈对称设置有四个电动伸缩脚503，滑台502的底部呈对称设置有四个与滑轨501滑动连接的滑轮，并且滑台502的一个侧壁上固定设有连接块517，所述电动推杆500通过固定套水平设在底座1上，并且其输出端与连接块517固定连接，滑台502的另一个侧壁上固定设有套块，滑台502的旁侧呈对称设置有两个支撑块，两个支撑块之间设有导向杆，所述套块与导向杆插设连接，所述电动推杆500和四个电动伸缩脚503均与控制器2电连接，当钢结构进行急剧冷却后，其质地变脆，已与实际应用中受高温后的质地变化的钢结构无异，首先打开防护门，然后通过控制器2启动电动推杆500，从而使其输出端收缩，因而通过连接块517将滑台502向靠近实验箱30的一端拉动，由于滑台502通过滑轮与滑轨501滑动连接，进而带动滑台502于滑轨501上向靠近实验箱30的一端滑动，导向杆起到导向作用，保证滑台502运作的稳固性。
所述牵引组件51包括伺服电机510、往复套511和牵引杆512，四个电动伸缩脚503的顶部固定设有支撑板，所述伺服电机510固定设在支撑板上，伺服电机510的输出端上套设有缺齿齿轮513，所述往复套511通过两个对称设置有的滑杆514滑动设在支撑板靠近伺服电机510的一侧外壁上，并且往复套511的内壁上呈对称设置有两个均与缺齿齿轮513啮合连接的齿条515，并且支撑板的两端均固定连接有与滑杆514滑动连接的限位套，每个滑杆514远离往复套511的一端均固定连接有防脱块，靠近防护门的防脱块上设有固定块，所述牵引杆512竖直设在固定块的底部，牵引杆512的旁侧还装有位置传感器516，并且牵引杆512上套设有连接块517和力传感器518，连接块517上设有可供牵引杆512穿过的圆孔，连接块517的外壁上还固定连接有螺纹杆，所述伺服电机510、位置传感器516和力传感器518均与控制器2电连接，在防护门打开后，首先将连接杆沿其外壁上的螺纹杆安装在之前钢结构顶部外壁上所打的螺纹孔内，并保持力传感器518正面朝上，当滑台502向靠近实验箱30的一端拉动时，位置传感器516检测到连接块517的位置信号后，将这一信号传送给控制器2，控制器2断电电动推杆500，从而使得滑台502停止滑动，此时牵引杆512位于力传感器518的正上方，然后通过控制器2启动四个电动伸缩脚503，从而带动牵引杆512下降，直至其插入连接块517上的圆孔内停止，此时，连接块517将钢结构与牵引组件51连为一体，然后通过牵引组件51向钢结构施加外力进行往复加载实验，以模拟其于实际应用中受到高温影响质地变脆后的耐久性，首先通过控制器2启动伺服电机510，从而带动缺齿齿轮513旋转，由于往复套511的内壁呈对称设计有两个与缺齿齿轮513啮合链接的齿条515，往复套511的两端固定连接有两个滑杆514，支撑板的两端设计有限位套，因而带动往复套511水平滑动，又因为靠近实验箱30的滑杆514上通过固定块与牵引杆512固定连接，通过牵引杆512进一步带动钢结构水平滑动，控制器2上设有显示屏，牵引杆512每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器2的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构于实际应用中受高温影响质地变脆后并在受到某一载荷作用下的耐久性。
所述供水箱40的顶部呈一体成型设置有注水口，所述注水口上设有旋盖，并且供水箱40的外壁上设有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗上设有刻度值，玻璃观察窗用来观察供水箱40内部的水量，刻度值方便了解供水箱40内部的具体水量和完成一次实验的损耗量，当供水箱40内的水耗尽时，打开旋盖，通过注水口向其内部注入新的水源，然后将旋盖旋紧，防止水源溢出。
所述输送组件41包括吸水泵410、第一输送管411、第二输送管412和分流管413，所述吸水泵410固定设在底座1的顶部并位于供水箱40的旁侧，所述第一输送管411设在供水箱40和吸水泵410之间，所述第二输送管412设在吸水泵410的另一端，所述分流管413连通设在第二输送管412远离吸水泵410的一端，并且分流管413远离第二输送管412的一端等间距设置有若干个流出口，所述吸水泵410与控制器2电连接，当钢架于实验箱30的内部保温一定时间后，通过控制器2启动吸水泵410，从而通过第一输送管411将供水箱40内的水输送至吸水泵410的内部，再通过第二输送管412将水从吸水泵410的内部输送至分流管413的内部，流出口用来将水输送至喷淋组件42内部。
每组喷淋组件42均包括雾化喷头420和连接管421，所述连接管421连通设在流出口上，并且连接管421的另一端穿过实验箱30延申至其内侧顶部，所述雾化喷头420固定连接在连接管421远离流出口的一端，连接管421上还套设有密封圈，所述密封圈与实验箱30的外壁贴合连接，实验箱30的内侧顶部还固定设有防护罩301，雾化喷头420与防护罩301远离实验箱30内壁的一端插设连接，并且防护罩301的敞开端上设有防护板，所述防护板与其敞开端通过螺栓固定连接，当水流入分流管413内时，从流出口流入连接管421的内部，然后再从连接管421流入雾化喷头420内，接着由雾化喷头420喷向钢结构，雾化喷头420喷出的水流呈雾状水滴，既扩大了喷头的喷洒范围和水滴与钢结构的接触面积，增快钢结构的冷却速度，达到急剧冷却效果，同时雾状水滴可有效较小水资源的损耗，有利于节约水资源和降低实验成本，钢结构在加热好并保温一定时间后，再进行水冷却，可达到急剧冷却的效果，此时钢结构的内部产生了内应力，钢结构的质地变脆，从而这种快速方式模拟钢结构于实际应用中受高温后的质地变化，进而方便耐久实验。
一种钢结构耐久性实验设备及实验方法，包括以下步骤：
步骤一：制作实验用的钢结构，然后在钢结构的所有支撑脚上钻孔，钻孔与通孔以及插孔的轴线一致，并且在钢结构靠近防护门的顶部外壁上打出螺纹孔，接着拉开防护门，将打孔后的钢结构放入实验箱30的内部，并保持钢结构的支撑脚位于两个限位槽310的内部，然后利用固定组件31将钢结构与两个限位槽310一一固定，为其耐久实验的进行提供前提基础，接着将防护门合紧。
步骤二：通过控制器2启动若干个电加热管321，从而对钢结构进行加热，通常钢材加热到40摄氏度，便满足实验的要求，因而将控制器2内部的温度预设值设为40摄氏度，若干个电加热管321对钢结构进行加热后，实验箱30内部的热量开始积聚，温度升为40摄氏度时，温度传感器300检测到这一信号并传送给控制器2，控制器2接收到温度信号后，断电若干个电加热管321，停止加热，并利用实验箱30保温一定时间，此处，保温时间不具体设定，钢架于实验箱30的内部保温一定时间后，通过控制器2启动吸水泵410，从而通过第一输送管411将供水箱40内的水输送至吸水泵410的内部，再通过第二输送管412将水从吸水泵410的内部输送至分流管413的内部，流出口用来将水输送至喷淋组件42内部，水流入分流管413内时，从流出口流入连接管421的内部，然后再从连接管421流入雾化喷头420内，接着由雾化喷头420喷向钢结构，雾化喷头420喷出的水流呈雾状水滴，既扩大了喷头的喷洒范围和水滴与钢结构的接触面积，增快钢结构的冷却速度，达到急剧冷却效果，同时雾状水滴可有效较小水资源的损耗，有利于节约水资源和降低实验成本，钢结构在加热好并保温一定时间后，再进行水冷却，可达到急剧冷却的效果，此时钢结构的内部产生了内应力，钢结构的质地变脆，从而这种快速方式模拟钢结构于实际应用中受高温后的质地变化，进而方便耐久实验。
步骤三：钢结构进行急剧冷却后，其质地变脆，已与实际应用中受高温后的质地变化的钢结构无异，打开防护门，通过控制器2启动电动推杆500，从而使其输出端收缩，因而通过连接块517将滑台502向靠近实验箱30的一端拉动，由于滑台502通过滑轮与滑轨501滑动连接，进而带动滑台502于滑轨501上向靠近实验箱30的一端滑动，导向杆起到导向作用，保证滑台502运作的稳固性。
步骤四：防护门打开后，首先将连接杆沿其外壁上的螺纹杆安装在之前钢结构顶部外壁上所打的螺纹孔内，并保持力传感器518正面朝上，当滑台502向靠近实验箱30的一端拉动时，位置传感器516检测到连接块517的位置信号后，将这一信号传送给控制器2，控制器2断电电动推杆500，从而使得滑台502停止滑动，此时牵引杆512位于力传感器518的正上方，然后通过控制器2启动四个电动伸缩脚503，从而带动牵引杆512下降，直至其插入连接块517上的圆孔内停止，此时，连接块517将钢结构与牵引组件51连为一体，然后通过牵引组件51向钢结构施加外力进行往复加载实验，以模拟其于实际应用中受到高温影响质地变脆后的耐久性，控制器2上设有显示屏，牵引杆512每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器2的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构于实际应用中受高温影响质地变脆后并在受到某一载荷作用下的耐久性。
本发明的工作原理：当进行钢结构耐久实验时，首先制作实验用的钢结构，然后在钢结构的所有支撑脚上钻孔，钻孔与通孔以及插孔的轴线一致，并且在钢结构靠近防护门的顶部外壁上打出螺纹孔，接着拉开防护门，将打孔后的钢结构放入实验箱30的内部，并保持钢结构的支撑脚位于两个限位槽310的内部，然后将固定插销311沿锁止块312、定位块313上的通孔以及钢结构上的钻孔依次穿过，直至固定插销311的另一端与另外的锁止块312上的插孔插接，从而将钢结构的底部与两个限位槽310一一固定，为耐久实验的进行提供前提基础，然后将防护门合紧。
当钢结构被放入实验箱30内部并固定后，通过把手将防护门合紧，然后通过控制器2启动若干个电加热管321，从而对钢结构进行加热，通常钢材加热到40摄氏度，便满足实验的要求，因而将控制器2内部的温度预设值设为40摄氏度，当若干个电加热管321对钢结构进行加热后，实验箱30内部的热量开始积聚，当温度升为40摄氏度时，温度传感器300检测到这一信号并传送给控制器2，控制器2接收到温度信号后，断电若干个电加热管321，停止加热，并利用实验箱30保温一定时间，此处保温时间不具体设定，排气罩用来是适当排出实验箱30内部的热气，防止实验箱30因其内部热量积聚过多而产生爆裂，可延长实验箱30的使用寿命，防护栏用来保护电加热管321，同时防止实验人员烫伤，排水管用来排出实验箱30内部因喷淋组件42运作而积聚的水分。
当钢架于实验箱30的内部保温一定时间后，通过控制器2启动吸水泵410，从而通过第一输送管411将供水箱40内的水输送至吸水泵410的内部，再通过第二输送管412将水从吸水泵410的内部输送至分流管413的内部，流出口用来将水输送至喷淋组件42内部，当水流入分流管413内时，从流出口流入连接管421的内部，然后再从连接管421流入雾化喷头420内，接着由雾化喷头420喷向钢结构，雾化喷头420喷出的水流呈雾状水滴，既扩大了喷头的喷洒范围和水滴与钢结构的接触面积，增快钢结构的冷却速度，达到急剧冷却效果，同时雾状水滴可有效较小水资源的损耗，有利于节约水资源和降低实验成本，钢结构在加热好并保温一定时间后，再进行水冷却，可达到急剧冷却的效果，此时钢结构的内部产生了内应力，钢结构的质地变脆，从而这种快速方式模拟钢结构于实际应用中受高温后的质地变化，进而方便耐久实验。
当钢结构进行急剧冷却后，其质地变脆，已与实际应用中受高温后的质地变化的钢结构无异，首先打开防护门，然后通过控制器2启动电动推杆500，从而使其输出端收缩，因而通过连接块517将滑台502向靠近实验箱30的一端拉动，由于滑台502通过滑轮与滑轨501滑动连接，进而带动滑台502于滑轨501上向靠近实验箱30的一端滑动，导向杆起到导向作用，保证滑台502运作的稳固性。
在防护门打开后，首先将连接杆沿其外壁上的螺纹杆安装在之前钢结构顶部外壁上所打的螺纹孔内，并保持力传感器518正面朝上，当滑台502向靠近实验箱30的一端拉动时，位置传感器516检测到连接块517的位置信号后，将这一信号传送给控制器2，控制器2断电电动推杆500，从而使得滑台502停止滑动，此时牵引杆512位于力传感器518的正上方，然后通过控制器2启动四个电动伸缩脚503，从而带动牵引杆512下降，直至其插入连接块517上的圆孔内停止，此时，连接块517将钢结构与牵引组件51连为一体，然后通过牵引组件51向钢结构施加外力进行往复加载实验，以模拟其于实际应用中受到高温影响质地变脆后的耐久性，首先通过控制器2启动伺服电机510，从而带动缺齿齿轮513旋转，由于往复套511的内壁呈对称设计有两个与缺齿齿轮513啮合链接的齿条515，往复套511的两端固定连接有两个滑杆514，支撑板的两端设计有限位套，因而带动往复套511水平滑动，又因为靠近实验箱30的滑杆514上通过固定块与牵引杆512固定连接，通过牵引杆512进一步带动钢结构水平滑动，控制器2上设有显示屏，牵引杆512每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器2的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构于实际应用中受高温影响质地变脆后并在受到某一载荷作用下的耐久性。
另，在仅启动喷淋组件42后等待一定时间，具体等待时间可根据实验要求设定，等待过后的喷至钢结构表面的水滴会致使钢结构生锈，然后通过与控制器2、牵引组件51配合，仅测出钢结构生锈状态下的耐久性能。
在启动加热机构3和冷却机构4时，可致使钢结构的内部产生内应力，钢结构质地变脆，并通过与控制器2、牵引组件51配合，仅为模拟钢结构于实际应用中受到高温影响质地变脆后的情况，并根据这种情况对钢结构进行耐久实验，得出数据，这种方式仅是测出钢结构在大气和应力联合作用下承载能力的耐久性。
在仅启动牵引组件51时，通过牵引组件51对钢结构施加外力，并进行往复的加载实验，在钢结构在质地不变化，外边不生锈的情况下，仅测出钢结构受疲劳累计损伤的耐久性。
上述三种实验方法可模拟钢结构不同状态下的耐久实验，并均包含在本实例的实验方法中，实验人员可根据不同的实验要求和想要获得的实验数据来选择不同的实验方法，以进行钢结构的耐久实验，本工作原理中包含的三种实验方法只对第二种作具体阐述，具有代表性意义，其他两种实验方法均是由第二种方法延申而来，不作进一步的阐述，仅为简单说明，另外两种方法的具体实验过程和实验过程中所需的控制器内部的预设值，皆由实验人员根据实验的要求或实验的具体情况来作详细设定，本实施例不作具体设定。
1.一种钢结构耐久性实验方法，所述实验方法基于一钢结构耐久性设备来实现，所述实验方法包括以下步骤：
步骤一：制作实验用的钢结构，然后在钢结构的所有支撑脚上钻孔，钻孔与通孔以及插孔的轴线一致，并且在钢结构靠近防护门的顶部外壁上打出螺纹孔，接着拉开防护门，将打孔后的钢结构放入实验箱（30）的内部，并保持钢结构的支撑脚位于两个限位槽（310）的内部，然后利用固定组件（31）将钢结构与两个限位槽（310）一一固定，为其耐久实验的进行提供前提基础，接着将防护门合紧；
步骤二：通过控制器（2）启动若干个电加热管（321），从而对钢结构进行加热，通常钢材加热到40摄氏度，便满足实验的要求，因而将控制器（2）内部的温度预设值设为40摄氏度，若干个电加热管（321）对钢结构进行加热后，实验箱（30）内部的热量开始积聚，温度升为40摄氏度时，温度传感器（300）检测到这一信号并传送给控制器（2），控制器（2）接收到温度信号后，断电若干个电加热管（321），停止加热，并利用实验箱（30）保温一定时间，此处，保温时间不具体设定，钢架于实验箱（30）的内部保温一定时间后，通过控制器（2）启动吸水泵（410），从而通过第一输送管（411）将供水箱（40）内的水输送至吸水泵（410）的内部，再通过第二输送管（412）将水从吸水泵（410）的内部输送至分流管（413）的内部，流出口用来将水输送至喷淋组件（42）内部，水流入分流管（413）内时，从流出口流入连接管（421）的内部，然后再从连接管（421）流入雾化喷头（420）内，接着由雾化喷头（420）喷向钢结构，雾化喷头（420）喷出的水流呈雾状水滴，既扩大了喷头的喷洒范围和水滴与钢结构的接触面积，增快钢结构的冷却速度，达到急剧冷却效果，同时雾状水滴可有效较小水资源的损耗，有利于节约水资源和降低实验成本，钢结构在加热好并保温一定时间后，再进行水冷却，可达到急剧冷却的效果，此时钢结构的内部产生了内应力，钢结构的质地变脆，从而这种快速方式模拟钢结构于实际应用中受高温后的质地变化，进而方便耐久实验；
步骤三：钢结构进行急剧冷却后，其质地变脆，已与实际应用中受高温后的质地变化的钢结构无异，打开防护门，通过控制器（2）启动电动推杆（500），从而使其输出端收缩，因而通过连接块（517）将滑台（502）向靠近实验箱（30）的一端拉动，由于滑台（502）通过滑轮与滑轨（501）滑动连接，进而带动滑台（502）于滑轨（501）上向靠近实验箱（30）的一端滑动，导向杆起到导向作用，保证滑台（502）运作的稳固性；
步骤四：防护门打开后，首先将连接杆沿其外壁上的螺纹杆安装在之前钢结构顶部外壁上所打的螺纹孔内，并保持力传感器（518）正面朝上，当滑台（502）向靠近实验箱（30）的一端拉动时，位置传感器（516）检测到连接块（517）的位置信号后，将这一信号传送给控制器（2），控制器（2）断电电动推杆（500），从而使得滑台（502）停止滑动，此时牵引杆（512）位于力传感器（518）的正上方，然后通过控制器（2）启动四个电动伸缩脚（503），从而带动牵引杆（512）下降，直至其插入连接块（517）上的圆孔内停止，此时，连接块（517）将钢结构与牵引组件（51）连为一体，然后通过牵引组件（51）向钢结构施加外力进行往复加载实验，以模拟其于实际应用中受到高温影响质地变脆后的耐久性，控制器（2）上设有显示屏，牵引杆（512）每推动和拉动一次钢结构设定为一次外力加载，并实时在显示屏上计数一次，控制器（2）的内部还设有钢结构的位移设定值，待所测钢结构发生的位移超过设定值，此时意味着钢结构已经超过了承受极限，即已经被破坏失去使用价值，然后再根据显示屏上的外力加载的计数次数，可精确测出钢结构于实际应用中受高温影响质地变脆后并在受到某一载荷作用下的耐久性；
所述钢结构耐久性实验设备包括底座（1）、控制器（2）、加热机构（3）、冷却机构（4）和加载机构（5），所述控制器（2）固定设在底座（1）的顶部，所述加热机构（3）固定设在底座（1）的顶部以加热钢结构，加热机构（3）包括实验箱（30）、两组固定组件（31）和三组加热组件（32），所述实验箱（30）固定设在底座（1）的顶部，并且实验箱（30）为矩形壳体结构，两组固定组件（31）呈对称设在实验箱（30）的内侧底部，三组加热组件（32）均设在实验箱（30）的内壁上，所述冷却机构（4）设在密封罩的两端以冷却钢结构，冷却机构（4）包括供水箱（40）、输送组件（41）和若干组喷淋组件（42），所述供水箱（40）固定设在底座（1）的顶部，所述输送组件（41）连通设置在供水箱（40）上，若干组喷淋组件（42）呈对称设在实验箱（30）的内侧顶部两端，所述加载机构（5）滑动设在实验箱（30）的前部以向钢结构施加载荷，加载机构（5）包括滑动组件（50）和牵引组件（51），所述滑动组件（50）设在底座（1）的顶部，所述牵引组件（51）设在滑动组件（50）的顶部，输送组件（41）、滑动组件（50）、牵引组件（51）和三组加热组件（32）均与控制器（2）为电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：所述实验箱（30）的敞开端上滑动设有防护门，所述防护门上设有把手，实验箱（30）的侧壁上设有排水管，并且实验箱（30）的顶部设有排气罩，每组加热组件（32）均包括两个安装板（320）和若干个电加热管（321），两个安装板（320）固定设在实验箱（30）的内壁上，两个安装板（320）之间固定设有防护栏，若干个电加热管（321）等间距设在两个安装板（320）之间并位于防护栏的内部，实验箱（30）的内壁上还设有温度传感器（300），温度传感器（300）和若干个电加热管（321）均与控制器（2）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：每组所述固定组件（31）均包括限位槽（310）和固定插销（311），所述限位槽（310）固定设置在实验箱（30）的内侧底部，限位槽（310）的两端均固定设置有锁止块（312），并且限位槽（310）的内部等间距设置有两个定位块（313），所述固定插销（311）水平插设在限位槽（310）的内部，其中一个锁止块（312）和两个定位块（313）上均设有可供固定插销（311）穿过的通孔，另一个锁止块（312）上设有可供固定插销（311）插入的的插孔，固定插销（311）的一端自一个锁止块（312）和两个定位块（313）上的通孔穿过，其另一端与另一个锁止块（312）上的插孔插设连接。
4.根据权利要求3所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：所述滑动组件（50）包括电动推杆（500）、滑轨（501）和滑台（502），所述滑轨（501）固定设在底座（1）的顶部，所述滑台（502）滑动设在滑轨（501）上，滑台（502）的顶部呈对称设置有四个电动伸缩脚（503），滑台（502）的底部呈对称设置有四个与滑轨（501）滑动连接的滑轮，并且滑台（502）的一个侧壁上固定设有连接块（517），所述电动推杆（500）通过固定套水平设在底座（1）上，并且其输出端与连接块（517）固定连接，滑台（502）的另一个侧壁上固定设有套块，滑台（502）的旁侧呈对称设置有两个支撑块，两个支撑块之间设有导向杆，所述套块与导向杆插设连接，所述电动推杆（500）和四个电动伸缩脚（503）均与控制器（2）电连接。
5.根据权利要求4所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：所述牵引组件（51）包括伺服电机（510）、往复套（511）和牵引杆（512），四个电动伸缩脚（503）的顶部固定设有支撑板，所述伺服电机（510）固定设在支撑板上，伺服电机（510）的输出端上套设有缺齿齿轮（513），所述往复套（511）通过两个对称设置有的滑杆（514）滑动设在支撑板靠近伺服电机（510）的一侧外壁上，并且往复套（511）的内壁上呈对称设置有两个均与缺齿齿轮（513）啮合连接的齿条（515），并且支撑板的两端均固定连接有与滑杆（514）滑动连接的限位套，每个滑杆（514）远离往复套（511）的一端均固定连接有防脱块，靠近防护门的防脱块上设有固定块，所述牵引杆（512）竖直设在固定块的底部，牵引杆（512）的旁侧还装有位置传感器（516），并且牵引杆（512）上套设有连接块（517）和力传感器（518），连接块（517）上设有可供牵引杆（512）穿过的圆孔，连接块（517）的外壁上还固定连接有螺纹杆，所述伺服电机（510）、位置传感器（516）和力传感器（518）均与控制器（2）电连接。
6.根据权利要求5所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：所述供水箱（40）的顶部呈一体成型设置有注水口，所述注水口上设有旋盖，并且供水箱（40）的外壁上设有玻璃观察窗，所述玻璃观察窗上设有刻度值。
7.根据权利要求6所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：所述输送组件（41）包括吸水泵（410）、第一输送管（411）、第二输送管（412）和分流管（413），所述吸水泵（410）固定设在底座（1）的顶部并位于供水箱（40）的旁侧，所述第一输送管（411）设在供水箱（40）和吸水泵（410）之间，所述第二输送管（412）设在吸水泵（410）的另一端，所述分流管（413）连通设在第二输送管（412）远离吸水泵（410）的一端，并且分流管（413）远离第二输送管（412）的一端等间距设置有若干个流出口，所述吸水泵（410）与控制器（2）电连接。
8.根据权利要求7所述的一种钢结构耐久性实验设备，其特征在于：每组喷淋组件（42）均包括雾化喷头（420）和连接管（421），所述连接管（421）连通设在流出口上，并且连接管（421）的另一端穿过实验箱（30）延申至其内侧顶部，所述雾化喷头（420）固定连接在连接管（421）远离流出口的一端，连接管（421）上还套设有密封圈，所述密封圈与实验箱（30）的外壁贴合连接，实验箱（30）的内侧顶部还固定设有防护罩（301），雾化喷头（420）与防护罩（301）远离实验箱（30）内壁的一端插设连接，并且防护罩（301）的敞开端上设有防护板，所述防护板与其敞开端通过螺栓固定连接。
技术总结