一種可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利說明】一種可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗沖擊性能拉伸試驗(yàn)的設(shè)備根據(jù)材料加載應(yīng)變率的范圍主要可分為兩種，分別對(duì)應(yīng)于高應(yīng)變率時(shí)采用的霍普金森桿試驗(yàn)裝置和中等速度沖擊時(shí)采用的落錘沖擊裝置，以及低速?zèng)_擊時(shí)采用快速加載作動(dòng)器。在實(shí)際工程中大量的實(shí)例都屬于中低速?zèng)_擊過程，對(duì)于此類問題的試驗(yàn)，落錘沖擊裝置是一種簡單、可靠的加載裝置。
[0003]在現(xiàn)有落錘豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)換裝置中，落錘沿導(dǎo)軌豎直落下，豎向沖擊試驗(yàn)臺(tái)座上固定的試件，從而研究試件在沖擊荷載下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。但由于落錘沖擊慣性力的存在，置于落錘內(nèi)的力傳感器將同時(shí)測(cè)得慣性力，從而影響合理評(píng)估結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗沖擊能力。而且豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗(yàn)試件尺寸受限，無法進(jìn)行大尺寸試驗(yàn)。在現(xiàn)有落錘沖擊拉伸試驗(yàn)桁架轉(zhuǎn)換裝置中，落錘沿導(dǎo)軌豎直落下，豎向沖擊撞擊塊，通過桁架轉(zhuǎn)換裝置將落錘的豎向沖擊荷載轉(zhuǎn)換為水平拉伸荷載，從而消除慣性力影響，但由于桁架節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，特別是桁架自身側(cè)向剛度小，易導(dǎo)致桁架出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)破壞或整體失穩(wěn)破壞，影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，現(xiàn)有裝置沒有限位裝置，無法實(shí)現(xiàn)精確加載，影響到裝置的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有落錘豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)換裝置測(cè)量荷載時(shí)不易合理定量慣性力及試件尺寸受限和現(xiàn)有落錘沖擊拉伸試驗(yàn)桁架轉(zhuǎn)換裝置節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜及側(cè)向剛度小的問題，本發(fā)明旨在提供一種新型可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置，該試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)消除慣性力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，在豎向沖擊荷載作用下進(jìn)行水平拉伸試驗(yàn)，同時(shí)裝置構(gòu)造簡單不易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)象，加工制造簡單易控，并且通過限位框架能精確控制試驗(yàn)試件拉伸變形，保證試驗(yàn)安全，方便進(jìn)行試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)制造，并能夠較真實(shí)的模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)中各類材料在沖擊荷載作用下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，所述可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置，包括落錘試驗(yàn)機(jī)、梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、限位框架和試件連接件；
[0006]所述落錘試驗(yàn)機(jī)包括多根導(dǎo)軌，固定在多根導(dǎo)軌上的定位夾具，鉤掛在定位夾具上的錘體；
[0007]所述梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)由兩根“L”形梁和兩側(cè)的固定立柱與固定斜撐組成，“L”形梁包括兩根水平傳力梁，兩根豎向傳力梁，節(jié)點(diǎn)端板，節(jié)點(diǎn)耳板，節(jié)點(diǎn)銷軸，滾輪軸承，豎向傳力梁下部設(shè)置定位螺桿，水平傳力梁中間設(shè)置楔形鋼塊，楔塊軸，“L”形梁通過平板鉸固定于固定立柱，固定斜撐上；
[0008]所述限位框架位于楔形鋼塊下方，包括箱型梁，框架柱，框架斜撐；
[0009]所述試件連接件包括端板，耳板，傳感器，試件，銷軸。
[0010]以下對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。
[0011]所述所述每根水平傳力梁分別跟一根豎向傳力梁一體成型或者通過焊接成為一體。
[0012]進(jìn)一步地，所述水平傳力梁內(nèi)側(cè)端部均設(shè)有兩塊節(jié)點(diǎn)耳板，每個(gè)滾輪軸承分別通過銷軸和節(jié)點(diǎn)耳板連接固定在水平傳力梁上，楔形鋼塊豎直放置在兩個(gè)滾輪軸承中間形成活動(dòng)鉸。
[0013]進(jìn)一步地，所述水平傳力梁外側(cè)端部均設(shè)有一塊節(jié)點(diǎn)端板，每塊節(jié)點(diǎn)端板均連有兩塊節(jié)點(diǎn)耳板，節(jié)點(diǎn)銷軸分別穿過節(jié)點(diǎn)耳板與節(jié)點(diǎn)耳板相連形成平板鉸。
[0014]進(jìn)一步地，所述箱型梁與框架柱和框架斜撐通過焊接成為一體，箱型梁內(nèi)嵌有三個(gè)直線軸承，楔塊軸豎直插入直線軸承中。
[0015]上述水平傳力梁優(yōu)選為兩根，豎向傳力梁優(yōu)選為兩根，固定立柱優(yōu)選為兩根，固定斜撐優(yōu)選為兩根，框架柱優(yōu)選為兩根，框架斜撐優(yōu)選為兩根。
[0016]藉由上述機(jī)構(gòu)裝置，所述“L”形梁通過節(jié)點(diǎn)耳板和節(jié)點(diǎn)銷軸形成平板鉸固定在固定立柱與固定斜撐上。梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中部的楔形鋼塊豎向放置在兩個(gè)軸承中間形成活動(dòng)鉸。當(dāng)落錘錘體作用于梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中部的楔形鋼塊時(shí)，楔形鋼塊帶動(dòng)軸承使“L”形梁發(fā)生以平板鉸為旋轉(zhuǎn)中心的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將錘體的豎向沖擊力通過“L”形梁傳遞給試件連接件，即實(shí)現(xiàn)了試件在豎向沖擊荷載作用下的水平拉伸試驗(yàn)，同時(shí)由于傳感器位于試件連接件上從而消除了落錘沖擊慣性力的影響。楔形鋼塊沿直線軸承向下平移一定距離后與限位框架碰撞并停止繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制試驗(yàn)荷載與位移的目的。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)落錘沖擊拉伸試驗(yàn)，并消除在試驗(yàn)中存在的慣性力影響，能夠真實(shí)的模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件在沖擊荷載作用下的受力情況，同時(shí)試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，不易發(fā)生整體失穩(wěn)現(xiàn)象，加工制造簡單易控，穩(wěn)定可靠。
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明所述梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(正視)；
[0021]圖3是本發(fā)明所述梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視);
[0022]圖4是本發(fā)明所述限位框架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明所述試件連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明所述楔形鋼塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在圖中:
[0026]1，2_落錘導(dǎo)軌，3-定位夾具，4-錘體，
[0027]5-楔形鋼塊，6，7，8，9，25，26，27，28，29，30，31，32-節(jié)點(diǎn)耳板，
[0028]10，11，33，34-節(jié)點(diǎn)銷軸，12，13-滾輪軸承，14，15，16-楔塊軸，
[0029]17，18-水平傳力梁，19，20-豎向傳力梁，21，22，23，24-定位螺桿，
[0030]35，36，37，38-節(jié)點(diǎn)端板，39，40-固定立柱，41，42-固定斜撐，
[0031]43-箱型梁，44，45-框架斜撐，46，47-框架柱，
[0032]48-試件，49，50，59，60，63，64-端板，51，52，53，54，57，58-耳板，
[0033]55，56-銷軸，61，62-傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0034]一種可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗(yàn)梁式轉(zhuǎn)換裝置由落錘試驗(yàn)機(jī)、梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、固定底座和試件連接件組成，參見圖1。落錘試驗(yàn)機(jī)如圖1所示，其由導(dǎo)軌1、2、定位夾具3、錘體4組成。定位夾具3固定在導(dǎo)軌I和2上，錘體4鉤掛在定位夾具3上。梁式傳力方