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一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置及试验方法制造方法及图纸

技术编号:20653191 阅读:19 留言:0更新日期:2019-03-23 05:51
本发明专利技术公开了一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置及试验方法,包括加压装置、固定试件的底座和落锤,加压装置包括固定连接的第一挡板和第二挡板,第一挡板内侧与千斤顶底座固定连接,千斤顶顶部与第一球铰一端固定连接,第二挡板内侧设置有第一力传感器,第一力传感器与第二球铰一端固定连接,第一球铰和第二球铰的另一端用于与试件固定连接,通过增加轴向的加压装置,通过在轴向压力下进行施加冲击荷载,可同时测得在轴向加压的情况下落锤的冲击力的时程曲线和支座反力时程曲线,进而对构件进行分析,提高了试验数据的准确性,更符合实际工程概况。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置及试验方法
本专利技术属于冲击试验
,具体涉及一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置及试验方法。
技术介绍
建筑物在使用过程中除了要承受静荷载外,还要承受动荷载。其中冲击荷载影响尤为重要,通常采用落锤冲击试验装置进行结构构件冲击荷载试验。然而,现有的用于冲击试验的装置大多只是单纯的考虑冲击荷载,而在实际工程中构件基本都是在承受轴压状态下存在的,这样严重影响了实际的试验结果的准确性。目前市场上的落锤冲击试验装置,常常受尺寸限制,因此试验构件也按一定比例缩小,这样也给试验结果造成了一定的误差。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术提供了一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置及试验方法,本专利技术设计合理,通过设置加压装置向试件施加轴压,在轴压条件下进行冲击试验。为达到上述目的,一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置包括加压装置和用于向试件施加冲击力的落锤,加压装置包括固定连接的第一挡板和第二挡板,第一挡板内侧与千斤顶的底座固定连接,千斤顶顶部与第一球铰一端固定连接,第二挡板内侧设置有第一力传感器,第一力传感器与第二球铰一端固定连接,第一球铰和第二球铰的另一端用于与试件固定连接。进一步的,还包括提升装置,提升装置包括固定梁、可移动梁、卷扬机和两根立柱,两根立柱顶端固定有固定梁,立柱上沿竖直方向均匀设置有若干螺栓孔,可移动梁两端通过螺杆和螺栓孔固定在立柱上,固定梁一端和中部分别固定有第一轴轮和第二轴轮,卷扬机的钢绞线依次绕在第一轴轮和第二轴轮上,钢绞线的自由端与可移动梁固定连接。进一步的,还包括夹具控制系统,夹具控制系统包括挂钩和卡栓,挂钩包括第一弧形挂钩和第二弧形挂钩,第一弧形挂钩为S形,第一弧形挂钩顶部设置有第一凹槽;第二弧形挂钩固定在移动钢梁上,第二弧形挂钩中部开设有第二凹槽,第二凹槽和第一凹槽通过卡栓连接,第一弧形挂钩和第二弧形挂钩中部通过销柱铰接,落锤挂在第一弧形挂钩和第二弧形挂钩下部的连接处,当卡栓位于第一和第二凹槽中时,第一弧形挂钩和第二弧形挂钩锁定,没有相对位移,且第一弧形挂钩和第二弧形挂钩下端闭合;当拔出卡栓时,第一弧形挂钩和第二弧形挂钩下端分开。进一步的,卡栓拉绳一端与卡栓固定连接,卡栓拉绳另一端与拉绳转把固定连接,拉绳转把设置在立柱上。进一步的,第二弧形挂钩的横截面为U形槽,第一弧形挂钩位于第二弧形挂钩的U形槽中。进一步的,还包括用于固定试件的底座,底座包括槽钢钢板、圆柱体底座和第二力传感器,槽钢钢板上设置有两个圆柱体底座,两个圆柱体底座与槽钢钢板之间均设置有一个第二力学传感器,圆柱体底座上端固定有第一夹具,第一夹具的上端面和试件的形状相适配,第一夹具与第二夹具两端通过螺栓连接。进一步的,还包括设置在试件外的防护限位装置,防护限位装置包括由钢杆焊接而成的横截面为矩形的防护框架和固定在防护框架内的限位装置;限位装置包括固定为井字形的第一记忆金属,第二记忆金属,第三记忆金属和第四记忆金属,第一至第四记忆金属的连接处设置有电磁铁。进一步的,第一至第四记忆金属外均缠绕有硅橡胶管道加热带。进一步的,第一挡板和第二挡板通过螺栓固定连接。一种冲击试验方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、确定试件的安装位置,并固定试件;步骤2、向试件施加轴力,直到达到需要的轴力数值,停止施加轴力;步骤3、将落锤吊起至所需高度,并将可移动梁与立柱上固定;步骤4、落锤静止后,使落锤落下,击中试件,完成一次冲击试验;步骤5、每完成一次冲击试验,观察试件的表面,记录落锤在不同高度时,试件出现的状态,并对试验中的第二力传感器的数据进行采集和整理,得出落锤的冲击力的时程曲线和支座反力时程曲线,同时观察试件破坏现象。与现有技术相比,本专利技术至少具有以下有益的技术效果,本专利技术通过增加轴向的加压装置,通过在轴向压力下进行施加冲击荷载,可同时测得在轴向加压的情况下落锤的冲击力的时程曲线和支座反力时程曲线,进而对构件进行分析,提高了试验数据的准确性,更符合实际工程概况。进一步的,由于本装置中的可移动梁的位置可根据需要调整,故可适用于大多数原型结构构件,避免了构件的缩放,使得试验结果更加准确。进一步的,通过两个挂钩以及卡栓的配合,可轻松完成落锤的下放工作。进一步的,第二弧形挂钩的横截面为U形槽,第一弧形挂钩位于第二弧形挂钩的U形槽中,第二弧形挂钩可在水平方向上限制第一弧形挂钩的位置,提高了装置的稳定性。进一步的,底座包括槽钢钢板,圆柱体底座和第二力传感器,槽钢钢板上设置有两个圆柱体底座,两个圆柱体底座与槽钢钢板之间均设置有一个第二力学传感器,圆柱体底座上端固定有第一夹具,第一夹具的上端面和试件的形状相适配,第一夹具与第二夹具两端通过螺栓连接,圆柱体底座可在槽钢钢板中根据试件的大小移动,方便调节。进一步的,还包括设置在试件外的防护限位装置,防护限位装置包括由钢杆焊接而成的横截面为矩形的防护框架和固定在框架内的限位装置;限位装置包括固定为井字形的第一记忆金属,第二记忆金属,第三记忆金属和第四记忆金属,第一至第四记忆金属的连接处设置有电磁铁,避免落锤对试件进行二次或多次冲击,提高试验的准确度。进一步的,第一至第四记忆金属外缠绕有硅橡胶管道加热带,方便对第一至第四记忆金属加热,使其恢复至初始形态。进一步的,第一挡板和第二挡板通过螺栓固定连接,方便拆卸,并根据试件的大小选择不同长度的螺栓。附图说明图1是实施例1的整体结构示意图;图2是挂钩的结构示意图;图3是第一弧形挂钩示意图;图4是第二弧形挂钩示意图;图5是卡栓示意图;图6是底座整体的结构示意图;图7是圆柱体底座22的结构示意图;图8是槽钢钢板2的俯视图;图9是第一半圆底座5和第二半圆底座6俯视图;图10是实施例2整体结构示意图;图11是实施例2的防护限位装置示意图;图12是实施例2限位装置示意图。其中:1-试件,2-槽钢钢板,3-千斤顶,4-第一力传感器,5-第一半圆底座,6-第二半圆底座,71-第一球铰,72-第二球铰,81-第一挡板,82-第二挡板,91-第一轴轮,92-第二轴轮,10-可移动梁,11-立柱,12-螺杆,13-第一弧形挂钩,14-第二弧形挂钩,15-落锤,16-固定梁,17-卡栓拉绳,18-卷扬机,19-拉绳转把,20-第二力传感器,21-上盖,22-圆柱体底座,23-卡栓,24-钢绞线,25-螺栓孔,26-销柱,27-第一夹具,28-防护限位装置,30-钢杆,31-第一记忆金属,32-第二记忆金属,33-第三记忆金属,34-第四记忆金属,35-电磁铁,36-硅橡胶管道加热带,37-温控器,38-钢立柱,39-横杆。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置,其特征在于,包括加压装置和用于向试件施加冲击力的落锤(15),加压装置包括固定连接的第一挡板(81)和第二挡板(82),第一挡板(81)内侧与千斤顶(3)的底座固定连接,千斤顶(3)顶部与第一球铰(71)一端固定连接,第二挡板(82)内侧设置有第一力传感器(4),第一力传感器(4)与第二球铰(72)一端固定连接,第一球铰(71)和第二球铰(72)的另一端用于与试件(1)固定连接。

【技术特征摘要】
2018.09.29 CN 20181114983431.一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置,其特征在于,包括加压装置和用于向试件施加冲击力的落锤(15),加压装置包括固定连接的第一挡板(81)和第二挡板(82),第一挡板(81)内侧与千斤顶(3)的底座固定连接,千斤顶(3)顶部与第一球铰(71)一端固定连接,第二挡板(82)内侧设置有第一力传感器(4),第一力传感器(4)与第二球铰(72)一端固定连接,第一球铰(71)和第二球铰(72)的另一端用于与试件(1)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置,其特征在于,还包括提升装置,提升装置包括固定梁(16)、可移动梁(10)、卷扬机(18)和两根立柱(11),两根立柱(11)顶端固定有固定梁(16),立柱(11)上沿竖直方向均匀设置有若干螺栓孔(25),可移动梁(10)两端通过螺杆(12)和螺栓孔(25)固定在立柱(11)上,固定梁一端(16)和中部分别固定有第一轴轮(91)和第二轴轮(92),卷扬机(18)的钢绞线(24)依次绕在第一轴轮(91)和第二轴轮(92)上,钢绞线(24)的自由端与可移动梁(10)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置,其特征在于,还包括夹具控制系统,夹具控制系统包括挂钩和卡栓(23),挂钩包括第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14),第一弧形挂钩(13)为S形,第一弧形挂钩顶部设置有第一凹槽(131);第二弧形挂钩(14)固定在移动钢梁(10)上,第二弧形挂钩(14)中部开设有第二凹槽(141),第二凹槽(141)和第一凹槽(131)通过卡栓(23)连接,第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14)中部通过销柱(26)铰接,落锤(15)挂在第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14)下部的连接处,当卡栓(23)位于第一和第二凹槽中时,第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14)锁定,没有相对位移,且第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14)下端闭合;当拔出卡栓(23)时,第一弧形挂钩(13)和第二弧形挂钩(14)下端分开。4.根据权利要求3所述的一种具有自平衡轴压加载功能的冲击试验装置,其特征在于,卡栓拉...

【专利技术属性】
技术研发人员:王步孙振月缪福军张诺亚毕铁川梁家琦
申请(专利权)人:长安大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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