The invention discloses an experimental device for releasing dynamic load instantaneously when a cantilever beam structure breaks, which includes an experimental stand, an experimental stand, a loading system and a pressure dividing device. The experimental stand consists of a base, a side guard beam, a top beam and a front and rear baffle plate. The base and the top beam are fixed and connected by a side guard beam. The upper part of the base and the lower part of the top beam are provided with slideways for supporting and restraining the front and rear baffles. The lower part of the baffle is provided with two directional wheels to ensure that the baffle moves along the slideway. The experimental platform consists of a fixed experimental platform, a mobile experimental platform and a controllable pressure airbag. The fixed experimental platform is fixed on the base to support the test object. The mobile experimental platform can move on the base and is lower than the fixed experimental platform, and the controllable pressure airbag is placed on the mobile experimental platform. It is used to simulate the variable pressure support, and there are cushions between the test object and the test bench, the controllable pressure airbag, the pressure plate and the spring support plate to prevent the loading loss on the surface of the test object.
【技术实现步骤摘要】
一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置
本专利技术涉及采动坚硬顶板断裂产生动力载荷的实验测试领域,尤其是一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置。
技术介绍
靠近开采煤层存在多层厚层坚硬顶板,在采空区边缘易形成悬臂梁结构,相邻下区段工作面开采产生超前支承应力作用到悬臂梁结构上,当悬臂梁结构无法支撑采动附加支承应力时,其会发生瞬时断裂释放震动载荷,这种震动载荷会传递并作用到其下方的邻空巷道,诱导邻空巷道围岩发生瞬时大变形破坏,甚至冲击矿压等煤岩动力灾害,严重影响了井工安全开采;基于以上问题,如何确定采动附加支承应力作用下,悬臂梁结构断裂瞬间释放的震动载荷成为该领域工程技术人员急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服已有技术的不足之处,提供一种经济成本低、劳动强度小、操作简单的确定采动支承应力作用下悬臂梁顶板结构破断瞬间释放动力载荷的实验方法。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,包括:实验架、实验台、加载系统、分压装置,所述实验架由底座、侧护梁、顶梁、前挡板以及后挡板组成,所述底座和顶梁被侧护梁固定连接,所述底座上部和顶梁下部设有滑道,用于支撑和约束前挡板和后挡板,所述前挡板和后挡板下部分别设有两个定向轮,保证其沿滑道移动;所述实验台由固定实验台、移动实验台以及可控压力气囊组成,所述固定实验台固定于底座上,用于支撑试验对象,所述移动实验台可在底座上移动,并低于固定实验台,所述可控压力气囊放置于移动实验台上方,用于模拟变压力支撑体;所述加载系统由液压缸体、活柱、压盘组成,所述液压缸体固定于顶梁上 ...
【技术保护点】
1.一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,其特征在于:包括:实验架、实验台、加载系统、分压装置,所述实验架由底座、侧护梁、顶梁、前挡板以及后挡板组成,所述底座和顶梁被侧护梁固定连接,所述底座上部和顶梁下部设有滑道,用于支撑和约束前挡板和后挡板,所述前挡板和后挡板下部分别设有两个定向轮,保证其沿滑道移动;所述实验台由固定实验台、移动实验台以及可控压力气囊组成,所述固定实验台固定于底座上,用于支撑试验对象,所述移动实验台可在底座上移动,并低于固定实验台,所述可控压力气囊放置于移动实验台上方,用于模拟变压力支撑体;所述加载系统由液压缸体、活柱、压盘组成,所述液压缸体固定于顶梁上,用于固定试验对象和施加载荷,所述压盘与活柱端部采用螺纹连接,根据试验对象的尺寸可更换压盘;所述分压系统由方形钢板、刚性弹簧、弹簧支撑板组成,所述方形钢板与其上方的压盘固定在一起,保证每组刚性弹簧位移相等,所述刚性弹簧的刚度可根据实际应力场调节,所述弹簧支撑板位于刚性弹簧的两端,上方与方形钢板接触,下方与缓冲垫接触;试验对象与固定实验台、移动实验台、可控压力气囊、压盘、弹簧支撑板之间存在缓冲垫,防止加载时试验对象表 ...
【技术特征摘要】
1.一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,其特征在于:包括:实验架、实验台、加载系统、分压装置,所述实验架由底座、侧护梁、顶梁、前挡板以及后挡板组成,所述底座和顶梁被侧护梁固定连接,所述底座上部和顶梁下部设有滑道,用于支撑和约束前挡板和后挡板,所述前挡板和后挡板下部分别设有两个定向轮,保证其沿滑道移动;所述实验台由固定实验台、移动实验台以及可控压力气囊组成,所述固定实验台固定于底座上,用于支撑试验对象,所述移动实验台可在底座上移动,并低于固定实验台,所述可控压力气囊放置于移动实验台上方,用于模拟变压力支撑体;所述加载系统由液压缸体、活柱、压盘组成,所述液压缸体固定于顶梁上,用于固定试验对象和施加载荷,所述压盘与活柱端部采用螺纹连接,根据试验对象的尺寸可更换压盘;所述分压系统由方形钢板、刚性弹簧、弹簧支撑板组成,所述方形钢板与其上方的压盘固定在一起,保证每组刚性弹簧位移相等,所述刚性弹簧的刚度可根据实际应力场调节,所述弹簧支撑板位于刚性弹簧的两端,上方与方形钢板接触,下方与缓冲垫接触;试验对象与固定实验台、移动实验台、可控压力气囊、压盘、弹簧支撑板之间存在缓冲垫,防止加载时试验对象表面的损耗。2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,其特征在于:所述实验架是一个开闭空间,由前挡板和后挡板控制开闭,前挡板和后挡板可通过销钉固定在侧护梁上。3.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,其特征在于:所述固定试验台通过螺栓与底座固定在一起,所述移动试验台可在底座上方中央滑道内平移。4.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置,其特征在于:所述压盘与方形钢板采用螺栓固结在一起。5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:神文龙,南华,陈淼,李学龙,王猛,肖同强,王襄禹,柏建彪,
申请(专利权)人:河南理工大学,
类型:发明
国别省市:河南,41
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