一種三角脈沖載荷發(fā)生器的制造方法
【專利說明】一種三角脈沖載荷發(fā)生器
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及受力狀態(tài)的模擬裝置，尤其涉及一種三角脈沖載荷發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0003]淺埋或者深埋的爆炸物爆炸后，爆炸載荷經(jīng)過巖土介質(zhì)向爆炸遠(yuǎn)區(qū)傳播，隨著時間和距離的增加不斷衰減，對于某處所受爆炸載荷的沖擊會從峰值降低為零，爆炸載荷的作用力大致呈三角脈沖狀態(tài)。
[0004]爆炸對建筑和工程的影響是相關(guān)工程技術(shù)人員尤為關(guān)注，因為它涉及建筑和工程的安全問題，例如爆炸對深部巖體隧道開挖的影響。為此相關(guān)工程技術(shù)人員想通過模擬試驗來了解爆炸所產(chǎn)生的影響，但是在模擬試驗中若采用爆炸方法來產(chǎn)生爆炸載荷會使得模擬試驗變得十分危險，因此提供安全、可控且精確的模擬爆炸載荷作用力的發(fā)生器變得十分迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種安全可控且精確模擬爆炸載荷作用力的三角脈沖載荷發(fā)生器。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于模擬深部巖體爆炸擾動的三角脈沖載荷發(fā)生器，包括加載單元和卸載單元;加載單元包括活塞和設(shè)有進(jìn)氣口和卸氣口的油缸，所述活塞滑動設(shè)置在油缸內(nèi)；所述卸載單元包括側(cè)壁設(shè)有卸載孔的缸筒、卸載活塞以及調(diào)節(jié)彈簧，所述缸筒一端與卸氣口對接，所述卸載活塞滑動地設(shè)于缸筒中，并通過調(diào)節(jié)彈簧與缸筒的另一端相接，當(dāng)調(diào)節(jié)彈簧處于自由狀態(tài)時卸載活塞的周側(cè)封堵所述卸載孔;加載單元通過向進(jìn)氣口注入高壓空氣，推動活塞擠壓油液，卸載單元在油缸內(nèi)氣壓升高時，通過被高壓氣體推擠的卸載活塞打開卸載孔形成通路排出氣體，當(dāng)氣壓降低時，卸載活塞在調(diào)節(jié)彈簧的作用下復(fù)位封堵卸載孔。
[0007]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，所述加載單元還包括螺母，所述活塞的活塞桿伸出所述油缸外旋接所述螺母，使活塞的行程限定在螺母與油缸之間的間距之間，所述油缸的活塞端與所述頂板或側(cè)板上的連接孔連通。
[〇〇〇8]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，還所述卸載單元還包括一定位套，所述缸筒沿軸向依次設(shè)有相互連通的調(diào)節(jié)活塞腔、卸載活塞腔和定位套腔，且卸載活塞腔設(shè)有卸載孔，所述調(diào)節(jié)活塞腔的開口端連接在所述油缸的卸氣口上，調(diào)節(jié)活塞、卸載活塞和定位套分別對應(yīng)地置于調(diào)節(jié)活塞腔、卸載活塞腔和定位套腔中，且調(diào)節(jié)活塞的活塞桿伸入到卸載活塞腔與卸載活塞連接，調(diào)節(jié)彈簧穿套在卸載活塞的活塞桿上，并將卸載活塞壓向調(diào)節(jié)活塞腔和卸載活塞腔之間的連通孔，卸載活塞連接的活塞桿伸入到定位套腔中，與該腔中的定位套連接。[〇〇〇9]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，還包括一個用于定位定位套的定位單元，定位單元包括定位銷與定位彈簧，定位套腔的腔壁上設(shè)有銷釘孔，定位銷置于銷釘孔中，定位彈簧穿套在定位銷上，并將定位銷一端壓觸在定位套外圓周側(cè)面上，在卸載活塞帶動定位套軸向移動而使定位孔移動至定位銷位置時，定位銷嵌入該定位孔中，而使卸載活塞軸向定位。
[〇〇1〇]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，所述缸筒由相互連接的第一缸筒和第二缸筒組成。
[0011]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，所述第一缸筒的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有相互連通的所述調(diào)節(jié)活塞腔和第一卸載活塞腔，且所述卸載孔設(shè)置在第一卸載活塞腔的腔壁上。
[0012]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，所述第二缸筒的內(nèi)腔沿軸向設(shè)有相互連通的第二卸載活塞腔和所述定位套腔。
[0013]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，第一卸載活塞腔和第二卸載活塞腔的對應(yīng)端通過螺紋連接使該兩腔相互結(jié)合，形成閉合的所述卸載活塞腔。
[0014]所述三角脈沖載荷發(fā)生器的進(jìn)一步設(shè)計在于，所述卸載活塞端部設(shè)有圓錐面，所述連通孔的孔壁設(shè)有與所述圓錐面相適配的內(nèi)圓錐面，在調(diào)節(jié)彈簧的作用下，卸載活塞端部的圓錐面緊壓在連通孔內(nèi)的內(nèi)圓錐面上。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:用液壓油缸和活塞產(chǎn)生的三角形液壓力脈沖來模擬爆炸載荷，可準(zhǔn)確、有效地模擬爆炸沖擊過程對深部巖體及開挖隧道的擾動，并且整個模擬試驗十分安全，同時模擬爆炸的效果可控制。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明三角脈沖載荷發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是加載單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0〇18]圖3是卸載單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是三角脈沖載荷發(fā)生器產(chǎn)生的液壓脈沖示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明三角脈沖載荷發(fā)生器設(shè)置在承載架頂板上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，加載單元1，油缸11，進(jìn)氣口 111，卸氣口 112,活塞12,螺母13,卸載單元2,缸筒21，第一缸筒21a，第二缸筒21b，調(diào)節(jié)活塞腔211，卸載活塞腔212,第一卸載活塞腔212a，第二卸載活塞腔212b，卸載孔2121，定位套腔213,銷釘孔2131，連通孔219,調(diào)節(jié)活塞22,卸載活塞23，調(diào)節(jié)彈簧24，定位套25，定位銷26，定位彈簧27，頂板3，外側(cè)板31，連接孔311，內(nèi)側(cè)板32，儲液槽321，通孔322，傳力薄板33。
【具體實施方式】
[0022]如圖1、圖2,三角脈沖載荷發(fā)生器包括加載單1和卸載單元2。加載單元1包括螺母13、活塞12和設(shè)有進(jìn)氣口和卸氣口的油缸11，活塞12滑動設(shè)置在油缸11中，且該活塞的活塞桿伸出所述油缸外旋接所述螺母13,螺母13旋接于活塞桿的位置與活塞12的運(yùn)動行程直接關(guān)聯(lián)，活塞的行程被限定在螺母與油缸之間的間距內(nèi)。在對應(yīng)于油缸11活塞桿一端的兩周向位置上分別設(shè)有沿徑向分布的一對進(jìn)氣口(圖中未畫出)和一對卸氣口 112，而油缸11的活塞端與外側(cè)板141上的通孔322連通。
[0023]如圖3，卸載單元2包括缸筒21、調(diào)節(jié)活塞22、卸載活塞23、調(diào)節(jié)彈簧24、定位套25、定位銷26和定位彈簧27。缸筒21沿軸向依次設(shè)有相互連通的調(diào)節(jié)活塞腔211、卸載活塞腔212和定位套腔213，且卸載活塞腔212和定位套腔213的周向腔壁上分別對應(yīng)地設(shè)有卸載孔2121和銷釘孔2131。調(diào)節(jié)活塞腔211的開口端連接在油缸11的卸氣口 112上。調(diào)節(jié)活塞23、卸載活塞24和定位套25分別對應(yīng)地置于調(diào)節(jié)活塞腔211、卸載活塞腔212和定位套腔213中。且調(diào)節(jié)活塞，22的活塞桿伸入到卸載活塞腔212與卸載活塞23連接。調(diào)節(jié)彈簧24穿套在卸載活塞23的活塞桿上，其一端抵觸在卸載活塞23上，另一端抵觸在卸載活塞腔212的腔壁上，將卸載活塞23壓向調(diào)節(jié)活塞腔和卸載活塞腔之間的連通孔219。卸載活塞的活塞桿伸入到定位套腔213中.定位套25連接在伸入至該腔中的卸載活塞23的活塞桿上。定位彈簧27和定位銷26置于銷釘孔32131中，銷釘孔32131對應(yīng)于外側(cè)一端設(shè)有內(nèi)螺紋，一螺釘旋接在銷釘孔28的外側(cè)端，且端部壓觸在定位彈簧的一端，定位彈簧27的另一端推壓定位銷26，使定位銷26—端壓觸在定位套25外圓周側(cè)面上，在卸載活塞23帶動定位套25軸向移動而使定位孔28移動至定位銷位置時，定位銷嵌入該定位孔28中，而使卸載活塞軸25向定位。
[0024]為模擬爆炸地對深部巖體的擾動，將本發(fā)明設(shè)置三角脈沖載荷發(fā)生器放置于深部巖體試件試驗臺架上的頂板3的外側(cè)。頂板為一個組合體，它主要由外側(cè)板31、內(nèi)側(cè)板32和傳力薄板33組