The invention discloses an experimental device for measuring contact force of granular material in pressurized experiment and an experimental method thereof. It includes granular sample box, pressure tester, film pressure sensor and measuring display. Particle sample box is a cuboid container containing granular materials, and the cover of the container is covered with through-holes; the pressure testing machine can act on the granular materials through the through-holes on the cover of the sample box to provide the compression load needed for the compression test; the film pressure sensor is placed between the bottom particles and the bottom plate of the sample box to measure the number. According to it. The invention is simple in operation and accurate in measurement, and can effectively reveal the mechanical properties of granular materials.
【技术实现步骤摘要】
颗粒材料加压实验的接触力测量实验装置及其实验方法
本专利技术涉及颗粒材料加压实验领域,具体涉及一种颗粒材料加压实验的接触力测量实验装置及其实验方法。
技术介绍
颗粒材料研究是近年来由多学科交叉发展起来的一门新兴学科。近年来,描述颗粒材料力学特性的研究有了较大进展,对于二维颗粒堆内部力的传递和分布,人们已通过实验得到了一些定性和半定量结果。但是,由于其复杂性、随机性以及测试手段的局限性,对颗粒材料的研究还很不够。在力学分析中,主要采用理论推导、模拟计算和实验测试的方法。然而在当前的颗粒力学研究中,理论分析遇到极大困难,数值模拟计算因颗粒材料计算量大,只能模拟有限数量、形状单一的颗粒系统,难于满足理论研究和工程实践的需要。因此,实验测试就显得尤为重要,或者说是现阶段最适用的研究手段。目前,有关颗粒材料内部接触力常用的接触式测试方法有高精度电子天平称重法和显色灵敏复写纸压痕方法。电子天平称重法利用探针接触底层颗粒体,数显读数确定颗粒对探针的压力,平行移动探针可得到底层各个颗粒对底面的压力大小;复写纸压痕法是指在外力作用下,颗粒通过挤压复写纸白纸上留下大小和颜色深浅不同的压痕,可以确定接触形变和法向力的大小。尽管现有的颗粒间接触力测量方法及其研究取得了一定的成果,但还是存在一些不足。对于电子天平称重法,虽然电子天平的精度有了很大的提高,但是由于在测量过程中需要移动装置位置,不可避免地使底层颗粒会与接触纸产生摩擦,从而导致颗粒内部力的重新分布,使接触力测量容易受到干扰;对于复写纸压痕法,由于复写纸的灵敏度有限,并且在测量压痕和将压痕通过公式换算成压力过程中均有可能产 ...
【技术保护点】
1.一种颗粒材料加压实验的接触力测量实验装置,其特征在于:包括颗粒试样盒、压力试验机(1)、测量显示器(12)和若干个薄膜压力传感器(10);所述颗粒试样盒,用于盛放需要测量接触力的颗粒材料(9);所述压力试验机(1)为液压施力装置,颗粒试样盒设置于压力试验机(1)的试验平台上,通过压力试验机(1)的压杆(2)直接作用于颗粒材料(9)上,提供加压实验所需载荷;所述薄膜压力传感器(10)为矩形薄膜压力传感器,均匀设置在底层的颗粒材料(9)的底面和颗粒试样盒之间,用于感应压力;所述测量显示器(12)和薄膜压力传感器(10)连接,显示测量数据。
【技术特征摘要】
1.一种颗粒材料加压实验的接触力测量实验装置,其特征在于:包括颗粒试样盒、压力试验机(1)、测量显示器(12)和若干个薄膜压力传感器(10);所述颗粒试样盒,用于盛放需要测量接触力的颗粒材料(9);所述压力试验机(1)为液压施力装置,颗粒试样盒设置于压力试验机(1)的试验平台上,通过压力试验机(1)的压杆(2)直接作用于颗粒材料(9)上,提供加压实验所需载荷;所述薄膜压力传感器(10)为矩形薄膜压力传感器,均匀设置在底层的颗粒材料(9)的底面和颗粒试样盒之间,用于感应压力;所述测量显示器(12)和薄膜压力传感器(10)连接,显示测量数据。2.根据权利要求1所述的颗粒材料加压实验的接触力测量实验装置,其特征在于:所述颗粒试样盒包括水平底板(5)、盒盖(3)、两块固定侧板(6)和两块可移动侧板(8),两块固定侧板(6)平行间隔固定在水平底板(5)的顶面,两块固定侧板(6)内侧壁沿竖直方向分别对应开有两条相互平行的滑槽(11),两块可移动侧板(8)平行设置在两块固定侧板(6)之间,并分别对应插入滑槽(11),可移动侧板(8)与滑槽(11)之间采用紧密配合;盒盖(3)中心设有通孔(4),盒盖(3)固定在两块固定侧板(6)和两块可移动侧板(8)的顶面,颗粒材料(9)填充在水平底板(5)、盒盖(3)、两块固定侧板(6)和两块可移动侧板(8)围成的空腔内,压力试验机(1)的压杆(2)穿过盒盖(3)中心的通孔作用在颗粒材料(9)上,若...
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