CN104502953B - 一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，包括底座，在所述底座上固定有左右两根立柱，在两根所述立柱的顶部固接有横梁，在两根所述立柱的中部固接有定位梁；在所述定位梁内从左至右依次并排设有多级撞针，在两根所述立柱的上部设有与其滑动连接的传力落锤，所述传力落锤位于所述横梁和所述定位梁之间；在所述横梁的顶部安装有电动卷扬机，所述电动卷扬机牵引电磁吸盘运动，所述电磁吸盘设置在所述传力落锤的中央上方。本发明继承和发展了现有重力锤激发能量大，加载稳定性好，且激震过程安全的优点，并实现了连续、广域振源的激发；可实现冲击力度和落锤间时间差的可调性。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验室振源激发装置，特别是一种适用于实验室研究多点地震动的时间间隔可调的传力式连续落锤。
背景技术
在实验室多点地震动输入的研究是利用特定的材料制作成模拟地层结构以及建构筑物的模型，通过振源激发装置对实验模型进行冲击，测定模型在冲击下的响应，并通过影像设备将响应过程记录，然后进行分析计算。
现阶段实验室内普遍采用的振源激发装置包括重力锤、小口径步枪、炸药和电磁击锤等。这些振源激发装置中小口径步枪、炸药的激振方式适用范围广，激发能量大，但在实验过程中由于爆炸会飞出大量碎片，存在较大的危险性；现有电磁击锤具有可重复利用，动态响应迅速，适用范围广且加载稳定的优点，但其激发能量相对较小且不能激发连续、广域的振源；现有的重力锤的激振方式，具有激发能量大，加载稳定性好，且激振过程安全的优点，但也存在可重复性差，适用范围小，重锤下落时能量损失随机性大且不可产生连续、广域振源激发的劣势。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，该装置继承和发展了现有重力锤的优点，改善了其重锤下落时能量损失随机性大的缺点，并实现了连续、广域振源的激发。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，包括底座，在所述底座上固定有左右两根立柱，在两根所述立柱的顶部固接有横梁，在两根所述立柱的中部固接有定位梁；在所述定位梁内从左至右依次并排设有多级撞针，对应每一级撞针在所述定位梁内形成一个竖向运行通道；在每个所述运行通道两侧各设有一个与其垂直的限位室，在所述限位室内安装有定位装置；所述定位装置由弹簧Ⅰ和限位销构成，所述限位销与所述限位室滑动连接，所述限位销设有延伸至所述运行通道内的半球形头部，所述弹簧Ⅰ安装在所述限位室内，所述弹簧Ⅰ夹压在所述限位室的底部和所述限位销的尾部之间；所述撞针穿装在所述运行通道内，并由所述撞针两侧的两个所述限位销定位；所述撞针由上部针套和下部针体组成，所述上部针套设有圆台状实心封头和筒状螺帽，所述实心封头的上部凸出在所述定位梁之上，在所述实心封头上设有与限位销的半球形头部适配的限位槽，所述下部针体的上部通过螺纹与所述筒状螺帽连接，在所述筒状螺帽内设有夹压在所述下部针体和所述筒状螺帽之间的弹簧Ⅱ，在所述下部针体的下部固接有配重块，所述配重块位于所述运行通道的下方，在所述下部针体的中部沿轴向设有刻度Ⅰ，在所述筒状螺帽的底部外缘上沿周向设置刻度Ⅱ，所述刻度Ⅰ和所述刻度Ⅱ形成螺旋测微器的测量机制；在两根所述立柱的上部设有与其滑动连接的传力落锤，所述传力落锤位于所述横梁和所述定位梁之间；在所述横梁的顶部安装有电动卷扬机，所述电动卷扬机牵引电磁吸盘运动，所述电磁吸盘设置在所述传力落锤的中央上方。
所述底座设有测平装置和调平装置，所述测平装置由两个水准泡组成，两个所述水准泡垂直固定在所述底座上；所述调平装置由四个可调螺栓组成，四个所述可调螺栓分设在所述底座的底部四角处。
在两根所述立柱上形成有从下至上设置的刻度尺。
所述传力落锤的两侧通过滑轮与相应的所述立柱接触。
所述定位梁与两根所述立柱采用螺丝连接。
本发明具有的优点和积极效果是：
一)本发明继承和发展了现有重力锤激发能量大，加载稳定性好，且激振过程安全的优点，并实现了连续、广域振源的激发。
二)本发明通过传力落锤结构，可实现冲击力度和落锤间时间差的可调性。
三)本发明结构简单，操作方便，具有良好的经济性和环保性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的底座俯视图；
图3为本发明的定位梁结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为本发明的传力落锤俯视图；
图6为本发明的撞针结构示意图。
图中：1、底座；11、水准泡；12、可调螺栓；2、立柱；3、定位梁；31、弹簧Ⅰ；32、限位销；4、传力落锤；41、滑轮；5、横梁；6、电动卷扬机；7、电磁吸盘；8、撞针；81、限位槽；82、弹簧Ⅱ；83、下部针体；84、配重块；85、刻度Ⅰ；9、螺丝；10、试件。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图6，一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，包括底座1，在所述底座1上固定有左右两根立柱2，在两根所述立柱2的顶部固接有横梁5，在两根所述立柱2的中部固接有定位梁3。
在所述定位梁3内从左至右依次并排设有多级撞针8，对应每一级撞针8在所述定位梁3内一个竖向运行通道，在每个所述运行通道两侧各设有一个与其垂直的限位室，在所述限位室内安装有定位装置；所述定位装置由弹簧Ⅰ31和限位销32构成，所述限位销32与所述限位室滑动连接，所述限位销32设有延伸至所述运行通道内的半球形头部，所述弹簧Ⅰ31安装在所述限位室内，所述弹簧Ⅰ31夹压在所述限位室的底部和所述限位销32的尾部之间；所述撞针8穿装在所述运行通道内，并由所述撞针两侧的两个所述限位销32定位。
所述撞针8由上部针套和下部针体组成，所述上部针套设有圆台状实心封头和筒状螺帽，所述实心封头的上部凸出在所述定位梁3之上，在所述实心封头上设有与限位销的半球形头部适配的限位槽81，所述下部针体83的上部通过螺纹与所述筒状螺帽连接，在所述筒状螺帽内设有夹压在所述下部针体83和所述筒状螺帽之间的弹簧Ⅱ82，在所述下部针体83的下部固接有配重块84，所述配重块84位于所述运行通道的下方，在所述下部针体83的中部沿轴向设有刻度Ⅰ85，在所述筒状螺帽的底部外缘上沿周向设置刻度Ⅱ，所述刻度Ⅰ85和所述刻度Ⅱ构成螺旋测微器的测量机制。即所述撞针8上设置的刻度线是遵循螺旋测微器尺寸线的设置方法设置的。
在两根所述立柱2的上部设有与其滑动连接的传力落锤4，所述传力落锤4位于所述横梁5和所述定位梁3之间。
在所述横梁5的顶部安装有电动卷扬机6，所述电动卷扬机6牵引电磁吸盘7运动，所述电磁吸盘7设置在所述传力落锤4的中央上方。
在本实施例中，所述底座1设有测平装置和调平装置，所述测平装置由两个水准泡11组成，两个所述水准泡11垂直固定在所述底座1上；所述调平装置由四个可调螺栓12组成，四个所述可调螺栓12分设在所述底座1的底部四角处。在两根所述立柱2上形成有从下至上设置的刻度尺。以方便测量撞针8顶部的高度。所述传力落锤4的两侧通过滑轮41与相应的所述立柱2接触，以减少摩擦力。所述定位梁3与两根所述立柱2采用螺丝9连接，以使所述定位梁3的高度位置可调。
实验开始前，首先将试件10放置在底座1上，并使试件10位于定位梁3的下方。然后观察水准泡11的状态，调节底座1下的四个可调螺栓12，以使两个水准泡11中的气泡均位于水准泡11中部，以确定底座1放置水平。
用电磁吸盘7将传力落锤4提升到设定高度，并记录传力落锤4锤底所在高度对应的立柱2上的刻度线读数h1；然后根据实验要求，将定位梁3固定在设定高度，记录此时撞针8顶部高度所对应的立柱2上刻度线读数h2；利用公式求得撞针8获得的初速度，公式中v0为撞针8初速度；M为传力落锤4质量；ΔW为撞击过程中能量损失，通过撞击实验确定；m为撞针8质量；n为撞针数目。
在完成本发明的固定、调平和传力落锤4落差的测定后，根据实验要求，利用撞针8上螺旋测微器式的刻度，调整各级撞针8到所要撞击试件10的距离，利用公式Δt＝ΔS/v0来调整两级撞针8间撞击的时间差；在公式中ΔS为相邻两级撞针8到试件10的距离差；Δt为两级撞针8间撞击的时间差。
实验开始时，断开所述电磁吸盘7的电路，使其失去磁性，传力击锤4在重力作用下做自由落体运动，然后与多级撞针8在同一时刻发生撞击，将能量传递给撞针8，为其提供初速度，然后通过撞针8与试件10的撞击完成激振。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，其特征在于，包括底座，在所述底座上固定有左右两根立柱，在两根所述立柱的顶部固接有横梁，在两根所述立柱的中部固接有定位梁；
在所述定位梁内从左至右依次并排设有多级撞针，对应每一级撞针在所述定位梁内形成一个竖向运行通道；在每个所述运行通道两侧各设有一个与其垂直的限位室，在所述限位室内安装有定位装置；所述定位装置由弹簧Ⅰ和限位销构成，所述限位销与所述限位室滑动连接，所述限位销设有延伸至所述运行通道内的半球形头部，所述弹簧Ⅰ安装在所述限位室内，所述弹簧Ⅰ夹压在所述限位室的底部和所述限位销的尾部之间；所述撞针穿装在所述运行通道内，并由所述撞针两侧的两个所述限位销定位；
所述撞针由上部针套和下部针体组成，所述上部针套设有圆台状实心封头和筒状螺帽，所述实心封头的上部凸出在所述定位梁之上，在所述实心封头上设有与限位销的半球形头部适配的限位槽，所述下部针体的上部通过螺纹与所述筒状螺帽连接，在所述筒状螺帽内设有夹压在所述下部针体和所述筒状螺帽之间的弹簧Ⅱ，在所述下部针体的下部固接有配重块，所述配重块位于所述运行通道的下方，在所述下部针体的中部沿轴向设有刻度Ⅰ，在所述筒状螺帽的底部外缘上沿周向设置刻度Ⅱ，所述刻度Ⅰ和所述刻度Ⅱ形成螺旋测微器的测量机制；
在两根所述立柱的上部设有与其滑动连接的传力落锤，所述传力落锤位于所述横梁和所述定位梁之间；
在所述横梁的顶部安装有电动卷扬机，所述电动卷扬机牵引电磁吸盘运动，所述电磁吸盘设置在所述传力落锤的中央上方。
2.根据权利要求1所述的适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，其特征在于，所述底座设有测平装置和调平装置，所述测平装置由两个水准泡组成，两个所述水准泡垂直固定在所述底座上；所述调平装置由四个可调螺栓组成，四个所述可调螺栓分设在所述底座的底部四角处。
3.根据权利要求1所述的适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，其特征在于，在两根所述立柱上形成有从下至上设置的刻度尺。
4.根据权利要求1所述的适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，其特征在于，所述传力落锤的两侧通过滑轮与相应的所述立柱接触。
5.根据权利要求1所述的适用于多点地震动室内实验的可调型传力式连续落锤，其特征在于，所述定位梁与两根所述立柱采用螺丝连接。
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