一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型所述一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，包括豎向落錘裝置、豎向導軌、水平碰撞車、水平引向軌道和夾具等。落錘可以單獨將其提升至指定高度，然后由落錘本身作為撞擊體，實現(xiàn)對試驗試樣的豎向沖擊試驗，也可以通過牽引繩索將落錘與在水平引向軌道上的水平碰撞車相連，提升繩索將落錘提升至某一高度后將其釋放，落錘通過牽引繩索實現(xiàn)對水平碰撞車的牽引加速，水平車在撞擊試樣前，牽引繩索與水平碰撞車分離，然后單獨由水平碰撞車實現(xiàn)對測試件的自由水平?jīng)_擊加載。用于水平和豎向沖擊試驗的能量，均由落錘重力勢能提供。具有安全、可靠、可控性好、重復性好、原理及裝置簡單、無電噪音信號干擾、易推廣等諸多優(yōu)點。
【專利說明】一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于沖擊試驗【技術領域】，具體地說，涉及一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置。

【背景技術】
[0002]近年來，隨著國內國民經(jīng)濟的高速增長，內河航運事業(yè)發(fā)展迅速，內河航運交通變得十分繁忙，以致水上橋梁被撞事件頻頻發(fā)生，其中最典型的事故是2007年廣東九江大橋被撞事故，事故中直接損失2千多萬。
[0003]沖擊強度或稱沖擊韌性是材料重要的力學性能之一，用來衡量材料的抗沖擊能力及韌性程度。
[0004]在土木工程領域中，材料及結構在沖擊載荷下的力學響應與靜載荷下的力學響應有著顯著不同的特征，在工程等實際問題中，沖擊會帶來嚴重的破壞性。沖擊所涉及的問題十分廣泛(如:沖擊載荷下的力學響應特征是建立動力本構關系、力學分析與合理進行工程設計的基礎，也是各種模擬仿真技術中材料模型及材料屬性數(shù)據(jù)依據(jù))，因此，材料及結構在沖擊載荷下的物理力學行為試驗已經(jīng)成為土木工程不可缺少的技術手段，并越來越受到高度重視與亟待進一步發(fā)展的基本試驗。
[0005]目前沖擊試驗的種類有如下幾種基本類型:
[0006]1、空氣炮法，即利用氣壓的壓差原理實現(xiàn)放炮。該方法由于需要的氣壓源氣壓相當高，通常民用試驗室難以實現(xiàn)。
[0007]2、飛輪或旋轉盤的沖擊法。針對土木工程領域的沖擊力試驗，該方法所能提供的速度及加速度也遠遠不足。
[0008]3、化學炸藥爆炸法。該方法能提供的沖擊力較大，但由于具有安全隱患，通常難以獲得批準。
[0009]4、氣槍式法(包括:氣動式(pneumatic))。該方法與化學炸藥爆炸法相似，當氣槍沖擊力夠大時，該方法存在較大的安全隱患；但當氣槍的使用在安全范圍內時，其速度及加速度較小，使得沖擊力往往達不到要求。
[0010]5、電磁發(fā)射器(包括軌道炮、線圈炮----線圈型電磁發(fā)射器、重接炮)。目前，該方法的使用要么的在對場地規(guī)模有一定要求的軍事系統(tǒng)中實現(xiàn)，要么針對是一些沖擊體為較小質量、沖擊能量及速度較低的情況實現(xiàn)。
實用新型內容
[0011]本實用新型克服了現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，為橋梁、建筑、防護等工程結構沖擊設計、評估、檢測乃至耐沖擊材料研發(fā)，提供了公共試驗
T D ο
[0012]為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0013]一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，包括豎向落錘裝置、可實現(xiàn)落錘做自由落體運動的豎向導軌、水平碰撞車、水平引向軌道和用于固定測試件的夾具，所述豎向落錘裝置的頂部設有雙槽滑輪，所述雙槽滑輪上分設有提升繩索和牽引繩索，所述提升繩索和牽引繩索均連接落錘，所述落錘在所述提升繩索和牽引繩索牽引下豎直移動，所述牽引繩索的另一端牽引所述水平碰撞車在所述水平引向軌道上運動，所述水平引向軌道遠離所述豎向落錘裝置的一端設置所述夾具，所述水平引向軌道靠近夾具的一端設置反向座，連接所述雙槽滑輪的牽引繩索繞過所述反向座連接所述水平碰撞車，所述牽引繩索和所述水平碰撞車之間設有分離裝置。
[0014]進一步，所述提升繩索通過夾持裝置連接落錘。
[0015]進一步，所述牽引繩索通過快速連接頭連接落錘。
[0016]進一步，對應所述測試件沖擊點設有高速攝影機。
[0017]進一步，所述夾具設有高度可調的承臺底座，所述夾具包括橫梁，所述橫梁對應所述承臺底座設有用于固定所述測試件上端的液壓加載裝置。
[0018]進一步，所述橫梁和液壓加載裝置之間設置一維運動限位裝置。
[0019]進一步，所述一維運動限位裝置包括一固定于所述橫梁的固定塊，所述固定塊內設有若干橫向滾柱，所述液壓加載裝置的上端設有固定件，所述固定件固定于所述固定塊和橫向滾柱之間。
[0020]進一步，所述夾具對應所述測試件設有位移計。
[0021]進一步，測試件通過螺栓固定于所述夾具的承臺底座。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0023]本實用新型所述一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，落錘可以單獨將其提升至指定高度，由其自身重力作用完成近自由落體豎向加速，然后由落錘本身作為撞擊體，實現(xiàn)對試驗試樣的豎向沖擊試驗，也可以通過牽弓I繩索將落錘與放置在水平引向軌道上的水平碰撞車相連，提升繩索將落錘提升至某一高度后將其釋放，由于落錘的重力作用，通過牽引繩索實現(xiàn)對落錘及水平碰撞車的共同加速，水平車在撞擊試樣前，裝置將牽引繩索與水平碰撞車分離，然后單獨由水平碰撞車實現(xiàn)對試驗試樣的自由水平?jīng)_擊加載。
[0024]還可以將落錘提升至某一高度后將其釋放，同時實現(xiàn)水平?jīng)_擊試驗和豎直沖擊試驗，實現(xiàn)一次提升，水平?jīng)_擊試驗和豎直沖擊試驗都可以得到準確的數(shù)據(jù)，提高了工作效率，節(jié)約了成本。
[0025]用于水平和豎向沖擊試驗的能量，均由落錘重力勢能提供，具有安全、可靠、可控性好、重復性好、原理及裝置簡單、無電噪音信號干擾、易推廣等諸多優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制，在附圖中:
[0027]圖1是本實用新型所述一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置的結構示意圖；
[0028]圖2是夾具的結構示意圖。
[0029]圖中，I——豎向導軌；2——7jC平碰撞車；
[0030]3——水平引向軌道；4——夾具；
[0031]5——雙槽滑輪；6——提升繩索；
[0032]7-牽引繩索；8-落錘；
[0033]9——立柱；10——橫梁；
[0034]11——承臺底座；12——液壓加載裝置；
[0035]13——反向座；14——固定塊；
[0036]15——單槽定滑輪；16——承臺座；
[0037]17——橫向滾柱。

【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0039]圖1是本實用新型所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，包括豎向落錘裝置、可實現(xiàn)落錘8做自由落體運動的豎向導軌1、水平碰撞車2、水平引向軌道3和用于固定測試件的夾具4，豎向落錘裝置的頂部安裝有雙槽滑輪5，雙槽滑輪5為雙槽定滑輪，雙槽滑輪5的兩個槽分設有提升繩索6和牽引繩索7，提升繩索6通過夾持裝置連接落錘8，牽引繩索7通過快速連接頭連接落錘8，落錘8的下方設有承臺座16，提升繩索6用于將落錘8提升到一定高度，落錘8在提升繩索6和牽引繩索7的牽引下豎直移動，牽引繩索7牽引水平碰撞車2在水平引向軌道3上運動，水平引向軌道3遠離豎向落錘裝置的一端設置夾具4。
[0040]參閱圖2，夾具4包括立柱9、橫梁10和高度可調的承臺底座11，橫梁10由兩根支柱支撐，橫梁10對應承臺底座11設有用于固定測試件上端的液壓加載裝置12。
[0041]水平引向軌道3靠近夾具4的一端設置反向座13，反向座13為圓柱體，其高度小于水平碰撞車2的底部，牽引繩索7繞過反向座13，連接雙槽滑輪5的牽引繩索7向下延伸，再通過一單槽定滑輪15實現(xiàn)橫向布置，繞過反向座13連接水平碰撞車2，牽引繩索7和水平碰撞車2之間設有分離裝置，分離裝置包括牽引繩索7尾端打有的連接結，水平碰撞車2對應連接結設有掛鉤，因為掛鉤的開口朝向豎向落錘裝置，當牽引繩索7和掛鉤的連接位置經(jīng)過反向座13時，牽引繩索7的連接結和掛鉤自然分離。
[0042]橫梁10和液壓加載裝置12之間安裝一維運動限位裝置，一維運動限位裝置包括一固定于橫梁10的固定塊14，固定塊14內設有若干橫向滾柱17，液壓加載裝置12的上端設有固定件，固定件固定于固定塊14和橫向滾柱17之間。
[0043]夾具4對應測試件設有位移計，采用300_的拉桿式位移計，布置在測試件的中截面外側，使用專門的位移測點支座進行固定，將位移計連接到控制裝置進行處理。
[0044]水平碰撞車2和落錘8的前端均設有沖擊力測試裝置，記錄碰撞瞬間的沖力數(shù)值。
[0045]測試件通過螺栓固定于夾具4的承臺底座11。
[0046]本實用新型的工作過程是:
[0047]豎向沖擊試驗:
[0048]測試件固定在承臺座16上，提升繩索6的一端繞過雙槽滑輪5連接落錘8，提升繩索6將落錘8提升到一定高度，釋放提升繩索6，落錘8沿豎向導軌I做自由落體運動，實現(xiàn)豎向沖擊試驗。
[0049]水平?jīng)_擊試驗:
[0050]測試件固定在夾具4的液壓加載裝置12和承臺底座11之間，牽引繩索7的一端通過快速連接頭與落錘8相連接，另一端通過雙槽滑輪5拴到水平碰撞車2的尾部，通過拉動提升繩索6將落錘8拉到一定高度后，進行釋放使之做自由落體運動，牽引繩索7拉動水平碰撞車2在水平引向軌道3上移動，水平碰撞車2向夾具4的方向運動，當牽引繩索7和掛鉤的連接位置經(jīng)過反向座13時，牽引繩索7和掛鉤分離，水平碰撞車2被甩出，撞向測試件。
[0051]豎向沖擊試驗和水平?jīng)_擊試驗同時進行:
[0052]兩個測試件分別固定在落錘8的下方和夾具4上，提升繩索6將落錘8提升到一定高度，牽引繩索7的一端連接落錘8，另一端連接水平碰撞車2，落錘8沿豎向導軌I做自由落體運動，水平碰撞車2在水平引向軌道3上移動，同時實現(xiàn)豎向沖擊試驗和水平?jīng)_擊試驗。
[0053]碰撞完成后，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到所需的時程曲線。
[0054]最后應說明的是:以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，但是凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:包括豎向落錘裝置、可實現(xiàn)落錘做自由落體運動的豎向導軌、水平碰撞車、水平引向軌道和用于固定測試件的夾具，所述豎向落錘裝置的頂部設有雙槽滑輪，所述雙槽滑輪上分設有提升繩索和牽引繩索，所述提升繩索和牽引繩索連接落錘，所述落錘在所述提升繩索和牽引繩索牽引下豎直移動，所述牽引繩索的另一端牽引所述水平碰撞車在所述水平引向軌道上運動，所述水平引向軌道遠離所述豎向落錘裝置的一端設置所述夾具，所述水平引向軌道靠近夾具的一端設置反向座，連接所述雙槽滑輪的牽引繩索繞過所述反向座連接所述水平碰撞車，所述牽引繩索和所述水平碰撞車之間設有分離裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述提升繩索通過夾持裝置連接落錘。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述牽弓I繩索通過快速連接頭連接落錘。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:對應所述測試件沖擊點設有高速攝影機。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述夾具設有高度可調的承臺底座，所述夾具包括橫梁，所述橫梁對應所述承臺底座設有用于固定所述測試件上端的液壓加載裝置。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述橫梁和液壓加載裝置之間設置一維運動限位裝置。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述一維運動限位裝置包括一固定于所述橫梁的固定塊，所述固定塊內設有若干橫向滾柱，所述液壓加載裝置的上端設有固定件，所述固定件固定于所述固定塊和橫向滾柱之間。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:所述夾具對應所述測試件設有位移計。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的一種綜合水平及豎向沖擊試驗裝置，其特征在于:測試件通過螺栓固定于所述夾具的承臺底座。
【文檔編號】G01N3/30GK204064826SQ201420485403
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】羅旗幟, 陳柏生, 周錫武 申請人:佛山科學技術學院