一种力学超材料弯曲波测试实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种力学超材料弯曲波测试实验装置，包括力学超材料试件，还包括支撑装置、悬吊装置、夹紧装置和振源臂装置；支撑装置均通过高强度材料加工而成，包括固定肋板、竖直支撑柱、水平支撑柱、加固肋板；竖直支撑柱的底部通过固定肋板固定安装在实验环境中；竖直支撑柱的顶部安装有加固肋板，竖直支撑柱设有两个，水平支撑柱的两端通过加固肋板固定在两个竖直支撑柱的顶端；水平支撑柱最大长度方向上的一侧面上设置有“T”形凹槽，悬吊装置活动连接于“T”形凹槽，用以悬吊安置力学超材料试件；夹紧装置安装在力学超材料试件的一侧，振源臂装置的一端与夹紧装置连接，另一端与实验振源连接，夹紧装置和振源臂装置共同作为振源的转换和传递媒介。换和传递媒介。换和传递媒介。

【技术实现步骤摘要】
一种力学超材料弯曲波测试实验装置


[0001]本专利技术涉及人工弹性波超构材料
，尤其涉及性能优良的、可以针对力学超材料弯曲波进行测试的实验装置。

技术介绍

[0002]早在弹性力学理论用于结构和机械构件应力分析之前，弹性波传播理论便已经被建立起来了。而近年来，力学超材料具有非凡的波操控能力，让人们发现了许多新的和有研究价值的力学现象，这引起了广泛的关注。力学超材料所具有的弹性波和振动的传播或禁带特性等特点，使其在机械、土木和航天等学科或工程领域具有较高的应用价值和研究前景。
[0003]实验是检验力学超材料弯曲波理论和探究新现象的必不可缺少的重要环节，近年来较少出现关于力学超材料弯曲波测试实验装置的报道，现有的各系列实验台多集中于满足转子设备振动测量和点状振源影响的波动实验，力学超材料在线状振源的平面弯曲波情形下进行测试实验所需要的灵活、专用和高效率的性能不易满足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于力学超材料弯曲波测试的实验装置，该装置结构简单，使用方便，实现了对不同尺寸和形状的力学超材料试件进行弯曲波测试实验的功能，能够实现较高的实验精度。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种力学超材料弯曲波测试实验装置，包括力学超材料试件，还包括支撑装置、悬吊装置、夹紧装置和振源臂装置；所述支撑装置均通过高强度材料加工而成，包括固定肋板、竖直支撑柱、水平支撑柱、加固肋板；所述竖直支撑柱的底部通过所述固定肋板固定安装在实验环境中的水平面上；竖直支撑柱的顶部安装有所述加固肋板，所述竖直支撑柱设有两个，所述水平支撑柱的两端通过所述加固肋板固定在两个竖直支撑柱的顶端；所述水平支撑柱最大长度方向上的一侧面上设置有“T”形凹槽，所述悬吊装置活动连接于所述“T”形凹槽，用以悬吊安置力学超材料试件；所述夹紧装置安装在力学超材料试件的一侧，所述振源臂装置的一端与所述夹紧装置连接，另一端与实验振源连接，夹紧装置和振源臂装置共同作为振源的转换和传递媒介。
[0007]进一步的，所述悬吊装置包括滚动轮、锁止螺栓和细绳，所述滚动轮的数量为2个，均被活动安装在所述“T”形凹槽中，在所述滚动轮的中心轴和滚动轮边缘之间开有螺纹孔；所述锁止螺栓安装在所述螺纹孔中，所述锁止螺栓用于对所述滚动轮进行锁止和放松；所述滚动轮的中心轴凸出于所述水平支撑柱的侧表面，滚动轮的中心轴上设有用于安装所述细绳的凹槽，用于悬吊力学超材料试件并避免力学超材料试件与支撑装置产生接触。
[0008]进一步的，所述细绳由尼龙制成，能够承受0.04t以上的拉力。
[0009]进一步的，当所述锁止螺栓未被拧紧时，能够对所述滚动轮位置进行调整，根据不
同力学超材料实验的需要调整滚动轮的位置。
[0010]进一步的，所述夹紧装置包括主卡爪、副卡爪和保护垫；所述保护垫由橡胶制成，厚度为1.5mm，所述保护垫设置有两个，分别安装在主卡爪和副卡爪的夹持端，力学超材料试件放入所述主卡爪和副卡爪的保护垫之间，通过紧固件夹紧力学超材料试件，所述保护垫用于防止力学超材料试件表面被损伤；
[0011]进一步的，所述保护垫与力学超材料试件接触的一面均印有防滑花纹；所述副卡爪和主卡爪上相对应的均设有一列连接孔，用于通过安装紧固件夹紧力学超材料试件；所述主卡爪上还设有一列用于与振源臂装置相连的振源孔。
[0012]进一步的，所述副卡爪和主卡爪上的连接孔均等间距的设有三个；所述振源孔设有九个。
[0013]进一步的，所述振源臂装置包括卡爪侧部分和振源侧部分；所述卡爪侧部分与所述夹紧装置相紧固连接，振源侧部分的一端与所述卡爪侧部分紧固连接，另一端与实验振源连接；所述卡爪侧部分包括3组杆件，每组杆件包括1根A杆和两根B杆；振源侧部分包括2根C杆和1根A杆；所述A杆、B杆和C杆的长度关系为：C杆长于B杆、B杆长于A杆。
[0014]进一步的，卡爪侧部分的每组杆件中的A杆在长度方向上呈水平布置，同时每组杆件中的A杆与每组中的两根B杆之间的夹角为30
°
；振源侧部分中的A杆在长度方向上呈水平布置，同时振源侧部分中的A杆与2根C杆之间的夹角均为60
°
。
[0015]进一步的，所述A杆长度为138.56mm，B杆长度为160mm，C杆长度为277.13mm。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
[0017]1.本装置解决了力学超材料弯曲波测试实验不便于在传统实验平台上开展的问题；装置所采用的零件易于加工，装置成本低且可以重复使用，能节省大量的实验费用。
[0018]2.本专利技术的装置采用了滚动轮、锁止螺栓和高强度细绳相配合的力学超材料试件安置方式，可以通过调节两个滚动轮之间的距离和选择是否锁止的方式，而不用分解装置或更换零件，灵活适用于不同尺寸的力学超材料试件和不同的实验场景；同时高强度细绳悬吊力学超材料试件的方式，使得弯曲波能量传输受外界因素衰减较小，能够使得特定频率变更实验更容易实现。
[0019]3.本专利技术的装置采用了呈树枝状分布的振源传递杆件组合，通过不同长度杆件的数量和排布方式的特定组合最终在力学超材料试件上产生平面弯曲波，这个过程实现了由点状振源到相应线状振源的转变，以及振源传递的高效率特性。
[0020]4.本专利技术的装置在实验振源传递过程中经过的夹紧装置和振源臂装置，内部组件之间均采用的是刚性连接，实现了装置稳固、能量损耗小和对实验结果干扰小的目标。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的力学超材料弯曲波测试实验装置的三维立体结构示意图。
[0022]图2为本专利技术实施例中弯曲波测试实验装置实际构型的爆炸结构示意图。
[0023]图3为本专利技术实施例中悬吊装置的爆炸结构示意图。
[0024]图4为本专利技术实施例中水平支撑柱的细节示意图。
[0025]图5为本专利技术实施例中水平支撑柱的截面细节示意图。
[0026]图6为本专利技术实施例中夹紧装置的爆炸结构示意图。
[0027]图7为本专利技术实施例中振源臂装置中的振源部分的爆炸结构示意图。
[0028]附图标记：1
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固定肋板，2
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竖直支撑柱，3
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加固肋板，4
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水平支撑柱，5
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滚动轮，6
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细绳，7
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锁止螺栓，8
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力学超材料试件，9
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保护垫，10
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副卡爪，11
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主卡爪，12
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拧紧螺栓，13
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拧紧螺母，14
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C杆，15
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A杆，16
‑
B长杆
具体实施方式
[0029]下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种力学超材料弯曲波测试实验装置，包括力学超材料试件，其特征在于，还包括支撑装置、悬吊装置、夹紧装置和振源臂装置；所述支撑装置包括固定肋板、竖直支撑柱、水平支撑柱、加固肋板；所述竖直支撑柱的底部通过所述固定肋板固定安装在实验环境中的水平面上；竖直支撑柱的顶部安装有所述加固肋板，所述竖直支撑柱设有两个，所述水平支撑柱的两端通过所述加固肋板固定在两个竖直支撑柱的顶端；所述水平支撑柱最大长度方向上的一侧面上设置有“T”形凹槽，所述悬吊装置活动连接于所述“T”形凹槽，用以悬吊安置力学超材料试件；所述夹紧装置安装在力学超材料试件的一侧，所述振源臂装置的一端与所述夹紧装置连接，另一端与实验振源连接，夹紧装置和振源臂装置共同作为振源的转换和传递媒介。2.根据权利要求1所述一种力学超材料弯曲波测试实验装置，其特征在于，所述悬吊装置包括滚动轮、锁止螺栓和细绳，所述滚动轮的数量为2个，均被活动安装在所述“T”形凹槽中，在所述滚动轮的中心轴和滚动轮边缘之间开有螺纹孔；所述锁止螺栓安装在所述螺纹孔中，所述锁止螺栓用于对所述滚动轮进行锁止和放松；所述滚动轮的中心轴凸出于所述水平支撑柱的侧表面，滚动轮的中心轴上设有用于安装所述细绳的凹槽，用于悬吊力学超材料试件并避免力学超材料试件与支撑装置产生接触。3.根据权利要求2所述一种力学超材料弯曲波测试实验装置，其特征在于，所述细绳由尼龙制成，能够承受0.04t以上的拉力。4.根据权利要求2所述一种力学超材料弯曲波测试实验装置，其特征在于，当所述锁止螺栓未被拧紧时，能够对所述滚动轮位置进行调整，根据不同力学超材料实验的需要调整滚动轮的位置。5.根据权利要求1所述一种力学超材料弯曲波测试实验装置，其特征在于，所述夹紧装置包括主卡爪、副卡爪和保护垫；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅泽，姜敬伟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：