CN104776965A - 一种可调式撞击试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可调式撞击试验装置及方法，装置包括以下部分：上部中心滚轴固定于试验室的反力墙上，四组两头设有螺纹的圆钢杆作为刚性连杆，通过对接螺母实现连杆的对接，底部连杆通过端部插板将圆饼状摆锤固定在连杆上，与上部滚轴组成一套摆锤系统，利用连杆可方便地调节摆锤至不同撞击点位置。摆锤撞击点处设有夹具，用于安放压力传感器，摆锤上部中间预留吊装孔和安装孔，斜下45°处预留加载孔，钢丝绳穿过加载孔，并套在X形滑钩上。通过1号手拉葫芦调整摆锤并用滑钩将其固定在初始高度，2号手拉葫芦拉动滑钩释放摆锤，摆锤重力势能转换为动能撞击试件，改变摆锤的初始高度和更换不同质量的摆锤，可方便快捷地提供不同撞击速度和能量。
Description
技术领域
本发明涉及一种撞击试验的方法，具体涉及一种可以提供可变速度及能量的撞击试验装置。
背景技术
随着航运事业快速发展和城市规模的日益扩大，船撞桥、车撞桥事故时有发生，撞击问题已经成为各高校和科研机构研究的热点领域，撞击过程因其复杂多变，需要通过撞击试验来研究撞击过程中撞击力、能量的变化。但目前，因为大中型撞击试验机造价昂贵，操作复杂，使用和维护成本高，仅有少数单位能够完成真型结构的撞击试验研究；而市面上较多的的摆锤式撞击试验机，普遍规格较小，能提供的最大撞击速度和能量十分有限，难以完成较大构件撞击试验研究。
由于存在的上述问题，导致撞击试验受到很大的制约，使得一些单位无法开展撞击试验，阻碍了撞击问题的研究发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有条件的制约，提供一种结构安全可靠、便于制作安装，易于操作的可变撞击速度及能量的撞击试验装置及方法。
本发明的技术方案是：一种可变撞击速度及能量的撞击试验方法，包括上部中心滚轴、带螺纹的多段刚性连杆、对接螺母、端部插板、固定螺栓、圆饼状摆锤、传感器、X形滑钩、两个手拉葫芦，所述上部滚轴的中心轴穿过轴承和反力墙上的孔洞，将中心滚轴固定在反力墙上，根据试件撞击点位置选择合适数量的连杆可以粗略调整摆臂长度，并通过对接螺母进行连接，顶部连杆的上端螺纹长度较长，利用位于翼缘上下两侧的紧固螺母固定和微调摆臂长度，底部连杆下端插板开孔，固定螺栓将摆锤连接在四组连杆上，与上部滚轴组成一套摆锤系统。
作为优选，所述的刚性连杆单根长度1.5m左右，顶部连杆上螺纹长度为单根杆长的一半，顶部连杆下螺纹、中间连杆两头螺纹、底部连杆上螺纹以及对接螺母长度不小于10cm，连杆、螺纹尺寸统一，螺母内螺纹与连杆端螺纹匹配。
作为优选，所述的底部连杆下端与插板焊接，连杆与插板一头贴住一定长度，沿杆长度方向施加角焊缝。插板的另一头开孔，固定螺栓穿过插板孔和摆锤安装孔，同时螺杆两头带有螺纹，通过紧固螺母将摆锤和插板固定住。
作为优选，所述的摆锤上开四个孔，其中两个安装孔位于上部两侧位置，用于和底部连杆上的端板连接，一个孔位于摆锤上部中间用于吊装，另一个孔位于斜下45°处用于加载。
摆锤撞击点处设有夹具，用于安放压力传感器，摆锤撞击点处整平与夹具的内层盖板焊接连接，外层盖板上有一突出部分，突出部分高度大于盖板上的螺帽突出高度，内外盖板都开螺栓孔，螺栓由外盖板穿过内盖板，由内盖板一侧拧上螺母，夹住传感器。
摆锤加载孔引出钢丝绳套，钢丝绳另一头套在滑钩3号分肢上，1号手拉葫芦与滑钩1号分肢孔连接，2号手拉葫芦与滑钩2号分肢孔连接，拉动1号手拉葫芦调节摆锤至某高度，通过2号手拉葫芦可以使X形滑钩绕3号分肢上的挂点转动，可以保证转动过程中摆锤不会移动，滑钩转到一定角度，钢丝绳套会从滑钩3号分肢上滑落，平稳地释放摆锤撞击试验构件，位于撞击点处的压力传感器，通过数据线将采集到的数据传输到数据采集器中。
作为优选，所述的X形滑钩有四个分肢，1、3号分肢夹角70°～80°之间，1、2号分肢端部开孔，方便1号分肢与手拉葫芦1相连，2号分肢与手拉葫芦2相连。
摆锤的重力势能转换为动能撞击试件，由计算出撞击速度所需的初始高度；调节不同的初始高度释放摆锤和更换不同尺寸的摆锤，可以轻易地实现不同速度和能量的撞击试验。
有益效果：
1、针对大中型撞击试验造价昂贵，操作复杂，使用和维护成本高，提出一种方便高效的可变撞击速度及能量的撞击试验装置及方法。
2、结构简单，构造清晰明了，同时便于制作和安装，造价成本低，低能耗，能够轻易提供不同的撞击速度和能量。
3、利用摆锤的原理，提供的撞击能量精度可靠，试验结果有保障，同时摆锤在撞击过程中可以平稳的进行和结束，安全性好。
4、适用范围广，便于普及推广，使更多的科研单位可以较为容易地开展撞击试验研究。
附图说明
图1为本发明的总体示意图；
图2为中心滚轴细部示意图；
图3为摆锤细部示意图；
图4为滑钩工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1、2、3和4所示：一种可变撞击速度及能量的撞击试验装置及方法，包括以下步骤：根据试件尺寸和所需的撞击能量，将中心滚轴1固定在反力墙合适的高度，根据撞击点位置选择合适数量的刚性连杆2粗略调整摆臂长度，并通过对接螺母3进行连接；利用位于翼缘上下两侧的紧固螺母微调摆臂长度，用固定螺栓7穿过底部连杆上的端部插板4的孔洞和摆锤5的安装孔，并用拧上螺母固定住。将压力传感器6放置于摆锤夹具的内盖板前，再盖上外盖板，从外盖板插入螺栓，从内盖板侧拧上螺母，夹住传感器6。摆锤加载孔引出钢丝绳套，钢丝绳另一头套在滑钩3号分肢上，1号手拉葫芦8与滑钩1号分肢孔连接，2号手拉葫芦9与滑钩2号分肢孔连接，拉动1号手拉葫芦调节摆锤至某高度，通过2号，手拉葫芦可以使X形滑钩绕3号分肢上的挂点转动，滑钩转到一定角度，钢丝绳套会从滑钩3号分肢上滑落，转动过程中可以保证摆锤不会晃动，保证平稳地释放摆锤撞击试验构件，位于撞击点处的压力传感器，通过数据线将采集到的数据传输到数据采集器中。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种可调式撞击试验装置及方法，其特征在于：包括上部中心滚轴、带螺纹的多段刚性连杆、对接螺母、端部插板、固定螺栓、圆饼状摆锤、传感器、X形滑钩、1号和2号手拉葫芦，所述滚轴由中心轴固定于试验室的反力墙上，刚性连杆采用四组圆钢杆，连杆两端设有螺纹，通过对接螺母实现连杆的对接，摆锤撞击点处设有夹具，用于安放压力传感器，摆锤上开四个孔，其中两个安装孔位于上部两侧位置，用于和底部连杆上的端部插板连接，一个孔位于摆锤上部中间用于吊装，另一个孔位于斜下45°处用于加载，钢丝绳一头穿过加载孔，另一头套在X形滑钩中3号分肢上。通过1号手拉葫芦调整摆锤并用滑钩将其固定在初始高度，2号手拉葫芦拉动滑钩释放摆锤，摆锤重力势能转换为动能撞击试件，改变摆锤的初始高度和更换不同质量的摆锤，可提供不同撞击速度和能量。
2.根据权利要求1所述的一种可调式撞击试验装置及方法，其特征在于：滚轴两侧焊接外伸翼缘，焊缝需满足强度要求，翼缘宽厚比满足局部稳定要求，每个翼缘预留两个孔洞用作连接上部刚性连杆，同一侧孔洞间距大致与圆饼厚度相当。
3.根据权利要求1所述的一种可调式撞击试验装置及方法，其特征在于：顶部刚性连杆上端的螺纹长度为单根连杆总长的一半，其他部位连杆螺纹长度10cm左右，底部连杆最下端与端部插板焊接，端板开孔，固定螺栓将摆锤固定在插板上，与上部滚轴组成一套摆锤系统。
4.根据权利要求1所述的一种可调式撞击试验装置及方法，其特征在于：摆锤撞击点处整平，与夹具的内层盖板焊接，外层盖板上有一突出部分，突出部分高度大于盖板上的螺帽突出高度，内外盖板都开螺栓孔，螺栓由外盖板穿过内盖板，由内盖板侧拧螺母，夹住传感器。
5.根据权利要求1所述的一种可调式撞击试验装置及方法，其特征在于：X形滑钩1、3号分肢夹角70°～80°之间，1、2号分肢端部开孔，1号分肢与手拉葫芦1相连，2号分肢与手拉葫芦2相连。
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