CN105115683A - 裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其包括：实验平台，其设置有一导轨槽；滑动座，两个该滑动座分别设置于所述导轨槽上；曲柄，其下端通过一曲柄轴设置于其中一个所述滑动座上；动力机构，其设置于所述实验平台上，且其与所述曲柄轴连接；摇杆，其下端通过一摇杆轴设置于另一个所述滑动座上；铰接轴，两个该铰接轴的一端分别铰接于所述曲柄的上端及所述摇杆的上端，且每个该铰接轴的另一端及中部分别设置有两个第一轴承；以及连接件，每个所述第一轴承上设置有一个该连接件。本发明能同时带动无裂纹梁和裂纹梁进行运动和测试，以保证实验条件的一致性，从而提高实验结论的可靠性。

Description

裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置

技术领域

本发明涉及裂纹梁的动态特性评估领域，特别涉及一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置。

背景技术

现有测量裂纹梁中裂纹对梁动态特性的影响的对比实验过程的主要步骤如下:

(1)先将无裂纹的梁的两端或一端固定在实验装置上，然后将与动态测试仪相连接的传感器安装在无裂纹的梁上的测点位置，再将激振器调至所需的参数对激励位置进行激励，最后通过动态测试仪得到无裂纹梁在测点处的动态响应；

(2)用与步骤(1)中无裂纹的梁材料和尺寸均完全相同的含裂纹的梁取代已测试的无裂纹的梁安装在实验装置上，并在与步骤(1)中的无裂纹梁相同测点位置安装传感器，并在相同激励下通过动态测试仪得到含裂纹的梁在测点处的动态响应。

(3)通过对步骤(1)和(2)的测试结果进行对比分析，从而获得裂纹对梁的动态特性的景响。

当然也可将步骤(1)与步骤(2)的步骤互换。但是，这种实验过程的实验装置在对无裂纹梁和裂纹梁进行动态响应的测量时需要分开分别进行，而不是同时进行，因而在利用激励器分别对所测量的无裂纹梁和裂纹梁进行激励时，由于不是同时激励，无论是激励位置还是激励参数，均不可避免地会出现一些差异，使测量无裂纹梁动态响应和裂纹梁动态响应的实验条件在一定程度上并不完全相同，从而导致实验结果产生误差，若依此数据进行对比分析，就会影响所得结论的可靠性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，从而克服现有的实验装置不能同时对无裂纹梁和裂纹梁进行检测的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其中，包括：实验平台，其设置有一导轨槽；滑动座，两个该滑动座分别以能够滑动的方式设置于所述导轨槽上，且该两个滑动座分别通过两个锁紧机构锁紧于所述导轨槽上；曲柄，其下端通过一曲柄轴以能够转动的方式设置于其中一个所述滑动座上；动力机构，其设置于所述实验平台上，该动力机构与所述曲柄轴连接，以驱动所述曲柄轴进行转动；摇杆，其下端通过一摇杆轴以能够转动的方式设置于另一个所述滑动座上；铰接轴，两个该铰接轴的一端分别铰接于所述曲柄的上端及所述摇杆的上端，且每个该铰接轴的另一端及中部分别设置有两个第一轴承；以及连接件，每个所述第一轴承上设置有一个该连接件，以用于与裂纹梁或无裂纹梁的端部连接。

优选地，上述技术方案中，所述导轨槽为一T形槽，所述锁紧机构包括：滑块，两个该滑块分别活动卡嵌于所述导轨槽内；锁紧螺栓，两个该锁紧螺栓分别套设于所述滑动座的两侧，该两个锁紧螺栓的下端分别与所述两个滑块连接；以及锁紧螺母，两个该锁紧螺母分别设置于所述两个锁紧螺栓的上端。

优选地，上述技术方案中，所述动力机构为一驱动电机，其输出轴通过一联轴器与所述曲柄轴进行连接。

优选地，上述技术方案中，所述连接件为一开口夹环，该开口夹环包括设置有开口的环部以及两个分别凸设于所述环部的开口的两端的夹持部；该开口夹环通过所述环部扣合在所述第一轴承上，且该开口夹环的所述两个夹持部通过螺栓与所述裂纹梁或无裂纹梁的端部进行连接。

优选地，上述技术方案中，所述两个铰接轴与所述曲柄的上端及摇杆的上端连接的一端分别设置有两个第二轴承；所述曲柄的上端及摇杆的上端分别通过两个所述开口夹环与所述两个第二轴承进行连接。

优选地，上述技术方案中，所述曲柄的下端通过一个所述开口夹环与所述曲柄轴进行固定连接。

优选地，上述技术方案中，所述摇杆的下端通过一个所述开口夹环与所述摇杆轴进行固定连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明能把无裂纹梁和裂纹梁同时作为连杆设置于曲柄和摇杆的上端，以构成双连杆曲柄摇杆机构，从而能够同时带动无裂纹梁和裂纹梁进行运动，使无裂纹梁和裂纹梁在测试时受到完全相同的自激惯性力的作用，有效避免当外激励源对无裂纹梁和裂纹梁分别施加激励时由于其激励位置和激励参数存在差异而对实验结果产生的影响。因此，通过本发明进行测试时，所获取的与无裂纹梁及裂纹梁振动特性相关的实验数据更具有可靠性和可比性，从而能更准确地分析出裂纹对梁的振动特性的影响。

2、本发明的锁紧机构结构简单，调整方便。

3、本发明通过驱动电机作为动力机构，可通过调节驱动电机的转速来改变无裂纹梁和裂纹梁自激惯性力的大小，因而调节无裂纹梁和含裂纹梁所受到的自激惯性力的大小十分方便。

4、本发明的连接件为开口夹环，从而能够方便安装和拆卸无裂纹梁和裂纹梁。

5、本发明的曲柄和摇杆的上下两端也分别通过开口夹环与其他部件连接，从而能够提高本发明连接件的一致性和通用性，其安装和调试方便。

附图说明

图1是根据本发明裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置的结构示意图。

图2是根据本发明的铰接轴上设置第一轴承和第二轴承的结构示意图。

图3是根据本发明连接件的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-实验平台，11-导轨槽；2-滑动座，21-滑块，22-锁紧螺栓，23-锁紧螺母；3-曲柄，31-曲柄轴；4-驱动电机，41-联轴器；5-摇杆，51-摇杆轴；6-铰接轴，61-第一轴承，62-第二轴承；7-开口夹环，71-环部，72-夹持部；8-裂纹梁；9-无裂纹梁。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图3所示，根据本发明具体实施方式的一种实施例为：一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其包括实验平台1、滑动座2、曲柄3、驱动机构，摇杆5、铰接轴6以及连接件7，其中：

如图1所示，实验平台1设置有一导轨槽11。两个滑动座2分别以能够滑动的方式设置于导轨槽11的两侧，以能够调整两个滑动座2之间的距离，调整好距离后，两个滑动座2分别通过两个锁紧机构锁紧于导轨槽11上。优选地，如图1所示，导轨槽为一T形槽，锁紧机构包括滑块21、锁紧螺栓22以及锁紧螺母23，滑块21的宽度小于导轨槽11的底槽的宽度，且大于导轨槽11的开口槽的宽度，两个滑块21分别活动卡嵌于导轨槽11的底槽内。两个锁紧螺栓22分别套设于滑动座2的两侧，这两个锁紧螺栓22的下端分别与两个滑块21连接，两个锁紧螺母23分别设置于两个锁紧螺栓22的上端，从而能够通过松开或拧紧锁紧螺母23来控制滑动座2的松开或锁紧。本发明的锁紧机构结构简单，方便对两个滑动座2之间的距离进行调整。

如图1所示，曲柄3的下端通过一曲柄轴31以能够转动的方式设置于其中一个滑动座2上，滑动座2为轴承座，曲柄轴31通过轴承套设于滑动座2上，曲柄3的下端与曲柄轴31固定连接，从而能够绕着滑动座2转动。动力机构设置于实验平台1上，动力机构与曲柄轴31连接，以驱动曲柄轴31进行转动，从而带动曲柄3进行转动。优选地，动力机构为一驱动电机4，其输出轴通过一联轴器41与曲柄轴31进行连接，从而能够通过改变驱动电机4的转速来调整曲柄3的转动速度。摇杆5的下端通过一摇杆轴51以能够转动的方式设置于另一个滑动座2上，同样地，摇杆5下端与摇杆轴51固定连接，摇杆轴51通过轴承套设于滑动座2上。

如图1所示，两个铰接轴6的一端分别铰接于曲柄3的上端及摇杆5的上端，如图2所示，每个铰接轴6的另一端及中部分别设置有两个第一轴承61。每个第一轴承61上设置有一个连接件，连接件以能够拆卸的方式与裂纹梁8或无裂纹梁9的端部连接。裂纹梁8或无裂纹梁9的两端分别通过两个连接件与对应的两个第一轴承61连接，从而使裂纹梁8和无裂纹梁9作为连杆平列地铰接于曲柄3的上端及摇杆5的上端之间，整个装置构成一个双连杆曲柄摇杆机构。优选地，连接件为一开口夹环7，如图3所示，开口夹环7包括设置有开口的环部71以及两个分别凸设于环部71的开口的两端的夹持部72，该开口夹环72通过环部71固定扣合在第一轴承61上，且开口夹环7的两个夹持部72通过螺栓与裂纹梁8或无裂纹梁9的端部进行固定连接，从而使裂纹梁8或无裂纹梁9的两端通过开口夹环7和第一轴承61分别铰接于曲柄3的上端及摇杆5的上端，其安装和拆卸方便。

优选地，如图2所示，两个铰接轴6与曲柄3的上端及摇杆5的上端连接的一端分别设置有两个第二轴承62，曲柄3的上端及摇杆5的上端分别通过两个开口夹环7与这两个第二轴承62进行连接。进一步优选地，如图1所示，曲柄3的下端通过一个开口夹环7与曲柄轴31进行固定连接，摇杆5的下端通过一个开口夹环7与摇杆轴51进行固定连接。本发明的曲柄和摇杆的上下两端也分别通过开口夹环7与其他部件连接，从而能够提高本发明连接件的一致性和通用性，其安装和调试方便。

本发明通过开口夹环7把裂纹梁8和无裂纹梁9并列地安装于曲柄3及摇杆5的上端，需要进行实验时，先在裂纹梁8和无裂纹梁9的相同位置上设置上应变片，应变片与动态应变测试仪连接，动态应变测试仪再与电脑连接。当驱动电机4驱动曲柄3转动时，能够使裂纹梁8和无裂纹梁9进行同时运动，使裂纹梁8和无裂纹梁9在测试时受到完全相同的自激惯性力的作用，有效避免当外激励源对裂纹梁8和无裂纹梁9分别施加激励时由于其激励位置和激励参数存在差异而对实验结果产生的影响。而且，通过调节驱动电机的转速来改变裂纹梁8和无裂纹梁9自激惯性力的大小，因而调节裂纹梁8和无裂纹梁9所受到的自激惯性力十分方便。因此，通过本发明进行测试时，动态应变测试仪通过应变片所获取的与裂纹梁8和无裂纹梁9振动特性相关的实验数据更具有可靠性和可比性，从而能更准确地分析出裂纹对梁的振动特性的影响。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，包括：

实验平台，其设置有一导轨槽；

滑动座，两个该滑动座分别以能够滑动的方式设置于所述导轨槽上，且该两个滑动座分别通过两个锁紧机构锁紧于所述导轨槽上；

曲柄，其下端通过一曲柄轴以能够转动的方式设置于其中一个所述滑动座上；

动力机构，其设置于所述实验平台上，该动力机构与所述曲柄轴连接，以驱动所述曲柄轴进行转动；

摇杆，其下端通过一摇杆轴以能够转动的方式设置于另一个所述滑动座上；

铰接轴，两个该铰接轴的一端分别铰接于所述曲柄的上端及所述摇杆的上端，且每个该铰接轴的另一端及中部分别设置有两个第一轴承；以及

连接件，每个所述第一轴承上设置有一个该连接件，以用于与裂纹梁或无裂纹梁的端部连接。

2.根据权利要求1所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述导轨槽为一T形槽，所述锁紧机构包括：

滑块，两个该滑块分别活动卡嵌于所述导轨槽内；

锁紧螺栓，两个该锁紧螺栓分别套设于所述滑动座的两侧，该两个锁紧螺栓的下端分别与所述两个滑块连接；以及

锁紧螺母，两个该锁紧螺母分别设置于所述两个锁紧螺栓的上端。

3.根据权利要求1所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述动力机构为一驱动电机，其输出轴通过一联轴器与所述曲柄轴进行连接。

4.根据权利要求1所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述连接件为一开口夹环，该开口夹环包括设置有开口的环部以及两个分别凸设于所述环部的开口的两端的夹持部；该开口夹环通过所述环部扣合在所述第一轴承上，且该开口夹环的所述两个夹持部通过螺栓与所述裂纹梁或无裂纹梁的端部进行连接。

5.根据权利要求4所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述两个铰接轴与所述曲柄的上端及摇杆的上端连接的一端分别设置有两个第二轴承；所述曲柄的上端及摇杆的上端分别通过两个所述开口夹环与所述两个第二轴承进行连接。

6.根据权利要求5所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述曲柄的下端通过一个所述开口夹环与所述曲柄轴进行固定连接。

7.根据权利要求5所述的裂纹对梁动态特性影响的对比实验装置，其特征在于，所述摇杆的下端通过一个所述开口夹环与所述摇杆轴进行固定连接。