CN102279127B - 一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置 - Google Patents

一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，属于落锤拉伸试验设备。为解决现有液压伺服万能试验机不能实现高速加载和分离式霍普金森拉杆测试试验数据不稳定的问题。所述转换装置包括固定梁柱框架和传力梁柱框架；所述固定梁柱框架包括台座，装在台座顶端上的柱，固定在柱顶端的横梁；所述传力梁柱框架包括固定在所述台座顶端上的多根大圆管，每根大圆管内装有一根小圆管，该小圆管上部位于大圆管外，且该小圆管的顶端装有上梁，该上梁下端连接有传力柱，该传力柱的下端连接有下梁。本发明结合落锤试验机可实现不同冲击荷载作用下的拉伸试验，能够真实的模拟实际结构构件的受力状况。

Description

一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置
技术领域
本发明涉及落锤拉伸试验设备领域，具体为一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，该转换装置主要用于落锤实验室开展抗冲击拉伸试验，可根据试验或工艺要求进行各类工程材料动态拉伸试验。
背景技术
目前，进行建筑材料拉伸试验设备有液压伺服万能试验机和分离式霍普金森拉杆。常见荷载作用下构件材料的应变速率：交通荷载为10-6～10-4s-1，地震为10-3～10-1s-1，打桩为10-2～100s-1，汽车碰撞为100～101s-1，爆炸等高速碰撞为102～106s-1。
液压伺服万能试验机用于静力下或是低、中速加荷下的试验，分离式霍普金森拉杆用于测量材料在102～105s-1高应变率下的动态力学性能。在爆炸和冲击等极端灾害下建筑结构或构件承受的是瞬间高速荷载，其应变率达到102s-1，用液压伺服万能试验机不能实现高速加载，而分离式霍普金森拉杆虽能实现高应变率下的试验，但现有夹具存在严重不足，测试试验数据不稳定，并出现应变率越高，材料的强度越低的伪试验现象。因此，在夹具这一技术难题未解决之前，分离式霍普金森拉杆系统不是进行材料高速拉伸试验的理想选择。
发明内容
针对现有液压伺服万能试验机不能实现高速加载和分离式霍普金森拉杆的夹具存在严重不足，测试试验数据不稳定的缺陷，本发明旨在提供一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，该转换装置结合落锤试验机可实现不同冲击荷载作用下的拉伸试验，能够真实的模拟实际结构构件的受力状况。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，所述可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置包括固定梁柱框架和位于落锤试验机的锤头下方的传力梁柱框架；
所述固定梁柱框架包括台座，装在台座顶端上的多根柱，固定在多根柱顶端的横梁；
所述传力梁柱框架包括固定在所述台座顶端上的多根大圆管，每根大圆管内装有一根小圆管，该小圆管上部位于大圆管外，且该小圆管的顶端装有上梁，该上梁下端连接有多根传力柱，该多根传力柱的下端与下梁的上端固定连接；
所述下梁位于台座上方，且横梁位于上梁和下梁之间。
作为对本发明的进一步改进。
所述每根柱的下端与台座之间均设有一块柱端板，该柱端板通过螺栓固定在台座的顶端上。
进一步地，所述每根大圆管与小圆管之间均设有至少两个直线轴承，可以保证传力梁柱框架通过在大圆管内设置直线轴承来实现其在垂直方向上的自由滑动。
进一步地，所述上梁和小圆管之间设有传力槽钢。
进一步地，所述每根大圆管的底端与台座之间均设有一块大圆管端板，该大圆管端板通过螺栓固定在台座顶端。
上述柱优选为两根，传力柱优选为两根，大圆管和小圆管优选均为四根，每根大圆管和部分装在大圆管内的小圆管之间优选均设有两个直线轴承。
藉由上述结构，所述固定梁柱框架中的横梁与试件上端通过端板连接，实现试件的上端固定。传力梁柱框架中的下梁与试件下端通过端板连接，当落锤试验机的锤头打在传力梁柱框架的上梁时，整个传力梁柱框架沿着直线轴承向下运动，在运动过程中将锤头的冲击力通过传力柱传递给下梁，下梁再传递给试件下端即实现了试件在冲击荷载作用下的拉伸试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结合落锤试验机可实现不同冲击荷载作用下的拉伸试验，可根据试验或工艺要求进行各类工程材料动态拉伸试验，能够真实的模拟实际结构构件的受力状况，测试试验数据稳定，且结构简单。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图；
图2是本发明所述固定梁柱框架的结构示意图；
图3是本发明所述传力梁柱框架的结构示意图；
图4是图1的俯视图；
图5是图2的前视图；
图6是图3的前视图。
 在图中：
    1-横梁，       2,3-柱，    4,5-柱端板，   6-台座，    
7-上梁，       8-下梁，    9,10-传力柱，  11,12-传力槽钢，
13,14,15,16-小圆管，        17,18,19,20-大圆管，  
21,22,23,24-大圆管端板，    25,26,27,28,29,30,31,32-直线轴承，
33,34-导轨，   35-锤头，    36-试件。
具体实施方式
一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置由固定梁柱框架和位于落锤试验机的锤头下方的传力梁柱框架两部分组成。参见图1，固定梁柱框架如图2所示，其由横梁1、柱2、3、柱端板4、5、台座6组成。横梁1的两端分别与柱2、3上端焊接，柱2、3下端分别与柱端板4、5焊接，柱端板4、5和台座6之间用螺栓固定。传力梁柱框架如图3和图6所示，其由上梁7、下梁8、传力柱9、10、传力槽钢11、12、四根小圆管13、14、15、16、四根大圆管17、18、19、20、四块大圆管端板21、22、23、24、八个直线轴承25、26、27、28、29、30、31、32组合而成。上梁7两端通过焊接分别与传力槽钢11、12中间相连，传力槽钢11、12两端通过焊接分别与小圆管13、14、15、16上端连接，小圆管13、14、15、16通过直线轴承25、26、27、28、29、30、31、32分别与大圆管17、18、19、20连接，大圆管17、18、19、20下端分别与大圆管端板21、22、23、24焊接，大圆管端板21、22、23、24与台座6之间用螺栓固定。
如图6所示每个小圆管与大圆管是通过两个直线轴承相连，这样可实现小圆管在大圆管中能自由滑动。下梁8两端通过焊接分别与传力柱9、10下端相连，传力柱9、10上端再通过焊接焊于上梁7的1/4处。这样连接可使上梁7、下梁8和传力柱9、10所形成框架可动。
当本发明用于动态拉伸试验时，如图1所示将试验试件36的上端通过端板固定在横梁1下翼缘中部，试验试件的下端通过端板固定在下梁8上翼缘中部。结合落锤试验室配套设备，当落锤锤头35沿着导轨33,34下落并作用于上梁7时，如图4所示传力梁柱框架中上梁7、下梁8、传力柱9、10、传力槽钢11、12、小圆管13、14、15、16瞬间会向下快速滑动，其滑动轨迹沿着大圆管给小圆管提供的轨道向下运动。此时冲击力通过传力柱9、10传给下梁8，下梁8给试件36下端一个冲击力，这样试件就受到了冲击荷载的作用。由上述可知本发明可实现冲击荷载作用下的动态拉伸试验。本发明为了使小圆管能够在大圆管中自由滑动，如图6所示在每个大圆管上端内置两个直线轴承。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，包括固定梁柱框架和位于落锤试验机的锤头下方的传力梁柱框架；
所述固定梁柱框架包括台座（6），装在台座（6）顶端上的多根柱（2、3），固定在多根柱（2、3）顶端的横梁（1）；
所述传力梁柱框架包括固定在所述台座（6）顶端上的多根大圆管（17、18、19、20），每根大圆管（17、18、19、20）内装有一根小圆管（13、14、15、16），该小圆管（13、14、15、16）上部位于大圆管（17、18、19、20）外，且该小圆管（13、14、15、16）的顶端装有上梁（7），该上梁（7）下端连接有多根传力柱（9、10），该多根传力柱（9、10）的下端与下梁（8）的上端固定连接；
所述下梁（8）位于台座（6）上方，且横梁（1）位于上梁（7）和下梁（8）之间。
2.根据权利要求1所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述装在台座（6）顶端上的每根柱（2、3）的下端与台座（6）之间均设有一块柱端板（4、5），该柱端板（4、5）通过螺栓固定在台座（6）的顶端上。
3.根据权利要求1所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述每根大圆管（17、18、19、20）与小圆管（13、14、15、16）之间均设有至少两个直线轴承（25、26、27、28、29、30、31、32）。
4.根据权利要求1所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述上梁（7）和小圆管（13、14、15、16）之间设有传力槽钢（11、12）。
5.根据权利要求1所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述每根大圆管（17、18、19、20）的底端与台座（6）之间均设有一块大圆管端板（21、22、23、24），该大圆管端板（21、22、23、24）通过螺栓固定在台座（6）顶端。
6.根据权利要求1~5之一所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述装在台座（6）顶端上的多根柱（2、3）为两根。
7.根据权利要求1~5之一所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述传力柱（9、10）为两根。
8.根据权利要求1~5之一所述的可实现落锤拉伸冲击试验的转换装置，其特征是，所述大圆管（17、18、19、20）和小圆管（13、14、15、16）均为四根，每根大圆管和部分装在大圆管内的小圆管之间均设有两个直线轴承。
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