CN106768779A - 一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置与试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动冲击试验技术领域，特指一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置与试验方法，包括基座组件，基座组件上设有衔架墩组件与支座墩组件，衔架墩组件上设有衔架，衔架上设有移动冲击组件，支座墩组件上设有简支固支夹具轴，简支固支夹具轴上设有试件板，试件板上设有应变片与位移计，移动冲击组件与试件板对应设置。本发明采用这样的结构设置，通过在衔架上设有移动冲击组件，在支座墩组件上设有简支固支夹具轴，在简支固支夹具轴上设有试件板，通过移动冲击组件对试件板进行冲击，从而得到试验数据，其结构简单，操作方便，制造运行成本合理，可以在实验室内进行移动冲击实验。

Description

一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置与试验方法

技术领域

本发明涉及移动冲击试验技术领域，特指一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置与试验方法。

背景技术

许多工程问题中都涉及到移动冲击的问题，如飞机降落时，通常是先对地面产生一个较大的冲击，并伴随着向前的行驶移动；车辆在不平的桥上行驶时，也会出现移动冲击问题，对于移动冲击过程中桥梁的动力响应和车辆的冲击力都需要进行响应都是非常重要的工程问题，舰载机降落到船上时，通常伴随剧烈的冲击并高速的向前移动，对船舶甲板产生巨大的冲击力，然而对于舰载机冲击甲板的试验研究，目前主要是进行落震试验，大多只考虑了舰载机的竖直运动速度，而本身这是一个移动冲击的问题，所以对于冲击力的研究和移动冲击对于甲板的动力响应研究需要进行移动冲击试验。

而对于不同的实际问题，冲击移动所涉及到的边界条件不同，所以设计一套结合不同边界条件的试验具有很大意义。对于精确控制的在实验室内进行的冲击移动试验，目前尚未见到相关技术专利和文献。而对于可调节支座形式的夹具，目前已经公开了一些专利，但在现有专利实现不同支座形式是通过更换不同的支座来实现的，而本专利改变简支和固支在同一个夹具上实现。这样既减少了实验设备的材料，而且减少了更换支座方式所需要的时间。此外，本发明所设计的夹具可以实现不同长度和宽度的板的试验。[1]秦庆华；王铁军；张建勋.一种可调节式试验夹具:中国，CN102494943A.2012-06-13。[2]秦庆华；张建勋；郝文乾；郭奕蓉；王铁军.一种可调节式多功能实验夹具装置:中国，CN104729912A.2015-06-24.所述的砰击载荷测量装置主要是指测量系统方面，与本发明不同。[3]何宇廷；邵青；崔荣洪；安涛；伍黎明；张腾.加筋板结构轴向压缩稳定性试验夹具及方法:中国，CN103293056A.2013-09-11。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置与试验方法，通过在衔架上设有移动冲击组件，在支座墩组件上设有简支固支夹具轴，在简支固支夹具轴上设有试件板，通过移动冲击组件对试件板进行冲击，从而得到试验数据，其结构简单，操作方便，制造运行成本合理，可以在实验室内进行移动冲击实验。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，包括基座组件，基座组件上设有衔架墩组件与支座墩组件，衔架墩组件上设有衔架，衔架上设有移动冲击组件，支座墩组件上设有简支固支夹具轴，简支固支夹具轴上设有试件板，试件板上设有应变片与位移计，移动冲击组件与试件板对应设置。

进一步而言，所述基座组件包括基座一、基座二、基座三与基座四，衔架墩组件采用倒U形结构设置，衔架墩组件包括衔架墩一与衔架墩二，衔架墩一的两端分别通过螺栓固定于基座一与基座二上，衔架墩二的两端分别通过螺栓固定于基座三与基座四，衔架两端分别通过螺栓固定于衔架墩一与衔架墩二上，支座墩组件包括支座墩一、支座墩二、支座墩三与支座墩四，支座墩一、支座墩二、支座墩三与支座墩四分别通过螺栓固定于基座一、基座二、基座三与基座四上，简支固支夹具轴包括简支固支夹具一与简支固支夹具二，简支固支夹具一设于支座墩一与支座墩二之间，简支固支夹具二设于支座墩三与支座墩四之间，试件板两端分别固定于简支固支夹具一与简支固支夹具二上。

进一步而言，所述衔架两端分别通过螺栓固定于衔架墩一与衔架墩二上，衔架上设有移动冲击组件，移动冲击组件包括可控速桁车与带轮滑杆，可控速桁车可左右移动的设于衔架上，带轮滑杆可上下移动的设于可控速桁车上，带轮滑杆底部通过转轴对应连接有负重法码与轴承轮，简支固支夹具轴通过螺栓对应设置有上夹具，试件板固定设于简支固支夹具轴与上夹具之间。

进一步而言，所述支座墩组件采用倒T形结构设置，支座墩组件内侧设有十字形通孔，支座墩组件外侧设有圆形通孔，十字形通孔与圆形通孔连通设置，简支固支夹具轴两端分别设有圆形轴承与十字形固定板，圆形轴承与圆形通孔对应设置，所述十字形固定板与十字形通孔对应设置。

进一步而言，所述可控速桁车上设有阻挡器，阻挡器与带轮滑杆上部对应设置。

进一步而言，所述带轮滑杆的横截面采用一个圆形与一个半圆形组成，可控速桁车上设有与带轮滑杆匹配的通孔。

进一步而言，所述基座组件与衔架均采用工字钢结构设置，基座组件上还焊接有加强筋。

一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置的试验方法，步骤如下：

步骤一，试验装置安装结束后，通过调节基座一与基座二之间的距离，实现简支固支夹具一两端分别与支座墩一、支座墩二的位置，同时通过调节基座三与基座四之间的距离，实现简支固支夹具二两端分别与支座墩三与支座墩四之间的位置，当简支固支夹具轴上的圆形轴承嵌于支座墩组件的圆形通孔内，简支固支夹具轴上的十字形固定板嵌于支座墩组件的十字形通孔内，定义为固支边界试验结构，当简支固支夹具轴上的圆形轴承嵌于支座墩组件的圆形通孔，简支固支夹具轴上的十字形固定板与支座墩组件的十字形通孔分开设置时，定义为简支边界试验结构；

步骤二，将移动冲击组件的带轮滑杆升到一定的高度，通过阻挡器将其卡紧，然后将可控速桁车移动到衔架的一端位置，启动可控速桁车向衔架的另一端移动，并在需要冲击的地方松开阻挡器，带轮滑杆带动其上的负重法码与轴承轮对试件板进行冲击，通过应变片与位移计采集数据；

步骤三，通过调节可控速桁车的移动速度，重复步骤二得出试验数据；

步骤三，通过调节带轮滑杆与试件板之间的不同高度，重复步骤二得出试验数据；

步骤四，通过更换负重法码的质量，重复步骤二得出试验数据；

步骤五，通过更换不同宽度和长度的试件板，重复步骤二得出试验数据；

步骤六，通过所得数据，从而实现简支固支结合的移动冲击轮载试验。

本发明有益效果：

本发明通过阻挡器的松开和夹紧实现移动质量的冲击，并通过调节带轮滑杆与试件板之间的相对高度实现移动轮轴的冲击速度，通过可控速小车实现轮载的可控速移动，通过负重砝码实现移动冲击轮载的冲击质量，通过移动基座与简支固支夹具轴之间的链接，实现简支边界条件和固支边界条件的更换，通过伸出板上多个螺栓的固定可以实现不同宽度试件板的试验，通过移动基座间的距离可以实现不同长度试件板的试验。其结构简单，操作方便，制造运行成本合理，可以在实验室内进行移动冲击实验。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的夹具简支边界试验结构图；

图3是本发明的夹具固支边界试验结构图；

图4是本发明的支座墩结构图；

图5是本发明的简固支夹具轴结构图；

图6是本发明的可控速桁车与阻挡器结构图。

1.可控速桁车；2.阻挡器；3.衔架；4.衔架墩组件；41.衔架墩一；42.衔架墩二；5.上夹具；6.基座组件；61.基座一；62.基座二；63.基座三；64.基座四；7.支座墩组件；71.支座墩一；72.支座墩二；73.支座墩三；74.支座墩四；75.十字形通孔；76.圆形通孔；8.简支固支夹具轴；81.简支固支夹具一；82.简支固支夹具二；83.圆形轴承；84.十字形固定板；9.试件板；10.转轴；11.带轮滑杆；12.负重法码；13.轴承轮。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图6所示，本发明所述一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，包括基座组件6，基座组件6上设有衔架墩组件4与支座墩组件7，衔架墩组件4上设有衔架3，衔架3上设有移动冲击组件，支座墩组件7上设有简支固支夹具轴8，简支固支夹具轴8上设有试件板9，试件板9上设有应变片与位移计，移动冲击组件与试件板9对应设置。以上所述构成本发明基本结构。

本发明采用这样的结构设置，其工作原理：在衔架3上设有移动冲击组件，支座墩组件7上设有简支固支夹具轴8，简支固支夹具轴8上设有试件板9，试件板9上设有应变片与位移计，通过移动冲击组件对试件板9进行冲击，从而得到冲击的试验数据，其结构简单，操作方便，制造运行成本合理，可以在实验室内进行移动冲击实验。

更具体而言，所述基座组件6包括基座一61、基座二62、基座三63与基座四64，衔架墩组件4采用倒U形结构设置，衔架墩组件4包括衔架墩一41与衔架墩二42，衔架墩一41的两端分别通过螺栓固定于基座一61与基座二62上，衔架墩二42的两端分别通过螺栓固定于基座三63与基座四64，衔架3两端分别通过螺栓固定于衔架墩一41与衔架墩二42上，支座墩组件7包括支座墩一71、支座墩二72、支座墩三73与支座墩四74，支座墩一71、支座墩二72、支座墩三73与支座墩四74分别通过螺栓固定于基座一61、基座二62、基座三63与基座四64上，简支固支夹具轴8包括简支固支夹具一81与简支固支夹具二82，简支固支夹具一81设于支座墩一71与支座墩二72之间，简支固支夹具二82设于支座墩三73与支座墩四74之间，试件板9两端分别固定于简支固支夹具一81与简支固支夹具二82上。

更具体而言，所述衔架3两端分别通过螺栓固定于衔架墩一41与衔架墩二42上，衔架3上设有移动冲击组件，移动冲击组件包括可控速桁车1与带轮滑杆11，可控速桁车1可左右移动的设于衔架3上，带轮滑杆11可上下移动的设于可控速桁车1上，带轮滑杆11底部通过转轴10对应连接有负重法码12与轴承轮13，简支固支夹具轴8通过螺栓对应设置有上夹具5，试件板9固定设于简支固支夹具轴8与上夹具5之间。采用这样的结构设置，通过调节可控速桁车1的移动速度，得出不同的试验数据；通过调节带轮滑杆11与试件板9之间的不同高度，得出不同的试验数据；通过更换负重法码12的质量，得出不同的试验数据；通过更换不同宽度和长度的试件板9，得出不同的试验数据。

更具体而言，所述支座墩组件7采用倒T形结构设置，支座墩组件7内侧设有十字形通孔75，支座墩组件7外侧设有圆形通孔76，十字形通孔75与圆形通孔76连通设置，简支固支夹具轴8两端分别设有圆形轴承83与十字形固定板84，圆形轴承83与圆形通孔76对应设置，十字形固定板84与十字形通孔75对应设置。采用这样的结构设置，通过调节基座一61与基座二62之间的距离，实现简支固支夹具一81两端分别与支座墩一71、支座墩二72的位置，同时通过调节基座三63与基座四64之间的距离，实现简支固支夹具二82两端分别与支座墩三73与支座墩四74之间的位置，当简支固支夹具轴8上的圆形轴承83嵌于支座墩组件7的圆形通孔76内，简支固支夹具轴8上的十字形固定板84嵌于支座墩组件7的十字形通孔75内，定义为简支边界试验结构；当简支固支夹具轴8上的圆形轴承83嵌于支座墩组件7的圆形通孔76，简支固支夹具轴8上的十字形固定板84与支座墩组件7的十字形通孔75分开设置时，定义为固支边界试验结构。

更具体而言，所述可控速桁车1上设有阻挡器2，阻挡器2与带轮滑杆11上部对应设置。采用这样的结构设置，通过阻挡器2实现对带轮滑杆11的卡紧与放松。

更具体而言，所述带轮滑杆11的横截面采用一个圆形与一个半圆形组成，可控速桁车1上设有与带轮滑杆11匹配的通孔。采用这样的结构设置，有效使带轮滑杆11只能限位于上下移动，而不能左右摆动。

更具体而言，所述基座组件6与衔架3均采用工字钢结构设置，基座组件6上还焊接有加强筋。采用这样的结构设置，使该装置更牢固。

一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置的试验方法，步骤如下：

步骤一，试验装置安装结束后，通过调节基座一61与基座二62之间的距离，实现简支固支夹具一81两端分别与支座墩一71、支座墩二72的位置，同时通过调节基座三63与基座四64之间的距离，实现简支固支夹具二82两端分别与支座墩三73与支座墩四74之间的位置，当简支固支夹具轴8上的圆形轴承83嵌于支座墩组件7的圆形通孔76内，简支固支夹具轴8上的十字形固定板84嵌于支座墩组件7的十字形通孔75内，定义为固支边界条件，当简支固支夹具轴8上的圆形轴承83嵌于支座墩组件7的圆形通孔76，简支固支夹具轴8上的十字形固定板84与支座墩组件7的十字形通孔75分开设置时，定义为简支边界条件；

步骤二，将移动冲击组件的带轮滑杆11升到一定的高度，通过阻挡器2将其卡紧，然后将可控速桁车1移动到衔架3的一端位置，启动可控速桁车1向衔架3的另一端移动，并在需要冲击的地方松开阻挡器2，带轮滑杆11带动其上的负重法码12与轴承轮13对试件板9进行冲击，通过应变片与位移计采集数据；

步骤三，通过调节可控速桁车1的移动速度，重复步骤二得出试验数据；

步骤三，通过调节带轮滑杆11与试件板9之间的不同高度，重复步骤二得出试验数据；

步骤四，通过更换负重法码12的质量，重复步骤二得出试验数据；

步骤五，通过更换不同宽度和长度的试件板9，重复步骤二得出试验数据；

步骤六，通过所得数据，从而实现简支固支结合的移动冲击轮载试验。

本发明可以方便的实现简支固支边界条件的变换，可方便实现不同长度，不同宽度试件板9的试验，可实现不同移动速度，不同冲击速度，不同冲击质量的移动冲击组件作用下试件板的动力响应和冲击载荷测量试验。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，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，而不是限制性的，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，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，包括基座组件(6)，所述基座组件(6)上设有衔架墩组件(4)与支座墩组件(7)，所述衔架墩组件(4)上设有衔架(3)，所述衔架(3)上设有移动冲击组件，所述支座墩组件(7)上设有简支固支夹具轴(8)，所述简支固支夹具轴(8)上设有试件板(9)，所述试件板(9)上设有应变片与位移计，所述移动冲击组件与试件板(9)对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述基座组件(6)包括基座一(61)、基座二(62)、基座三(63)与基座四(64)，所述衔架墩组件(4)采用倒U形结构设置，所述衔架墩组件(4)包括衔架墩一(41)与衔架墩二(42)，所述衔架墩一(41)的两端分别通过螺栓固定于基座一(61)与基座二(62)上，所述衔架墩二(42)的两端分别通过螺栓固定于基座三(63)与基座四(64)，所述衔架(3)两端分别通过螺栓固定于衔架墩一(41)与衔架墩二(42)上，所述支座墩组件(7)包括支座墩一(71)、支座墩二(72)、支座墩三(73)与支座墩四(74)，所述支座墩一(71)、支座墩二(72)、支座墩三(73)与支座墩四(74)分别通过螺栓固定于基座一(61)、基座二(62)、基座三(63)与基座四(64)上，所述简支固支夹具轴(8)包括简支固支夹具一(81)与简支固支夹具二(82)，所述简支固支夹具一(81)设于支座墩一(71)与支座墩二(72)之间，所述简支固支夹具二(82)设于支座墩三(73)与支座墩四(74)之间，所述试件板(9)两端分别固定于简支固支夹具一(81)与简支固支夹具二(82)上。

3.根据权利要求2所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述衔架(3)两端分别通过螺栓固定于衔架墩一(41)与衔架墩二(42)上，所述衔架(3)上设有移动冲击组件，所述移动冲击组件包括可控速桁车(1)与带轮滑杆(11)，所述可控速桁车(1)可左右移动的设于衔架(3)上，所述带轮滑杆(11)可上下移动的设于可控速桁车(1)上，所述带轮滑杆(11)底部通过转轴(10)对应连接有负重法码(12)与轴承轮(13)，所述简支固支夹具轴(8)通过螺栓对应设置有上夹具(5)，所述试件板(9)固定设于简支固支夹具轴(8)与上夹具(5)之间。

4.根据权利要求2所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述支座墩组件(7)采用倒T形结构设置，所述支座墩组件(7)内侧设有十字形通孔(75)，所述支座墩组件(7)外侧设有圆形通孔(76)，所述十字形通孔(75)与圆形通孔(76)连通设置，所述简支固支夹具轴(8)两端分别设有圆形轴承(83)与十字形固定板(84)，所述圆形轴承(83)与圆形通孔(76)对应设置，所述十字形固定板(84)与十字形通孔(75)对应设置。

5.根据权利要求3所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述可控速桁车(1)上设有阻挡器(2)，所述阻挡器(2)与带轮滑杆(11)上部对应设置。

6.根据权利要求3所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述带轮滑杆(11)的横截面采用一个圆形与一个半圆形组成，所述可控速桁车(1)上设有与带轮滑杆(11)匹配的通孔。

7.根据权利要求1所述的一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置，其特征在于，所述基座组件(6)与衔架(3)均采用工字钢结构设置，所述基座组件(6)上还焊接有加强筋。

一种简支固支结合的移动冲击轮载试验装置的试验方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一，试验装置安装结束后，通过调节基座一(61)与基座二(62)之间的距离，实现简支固支夹具一(81)两端分别与支座墩一(71)、支座墩二(72)的位置，同时通过调节基座三(63)与基座四(64)之间的距离，实现简支固支夹具二(82)两端分别与支座墩三(73)与支座墩四(74)之间的位置，当简支固支夹具轴(8)上的圆形轴承(83)嵌于支座墩组件(7)的圆形通孔(76)内，简支固支夹具轴(8)上的十字形固定板(84)嵌于支座墩组件(7)的十字形通孔(75)内，定义为固支边界条件，当简支固支夹具轴(8)上的圆形轴承(83)嵌于支座墩组件(7)的圆形通孔(76)，简支固支夹具轴(8)上的十字形固定板(84)与支座墩组件(7)的十字形通孔(75)分开设置时，定义为简支边界条件；

步骤二，将移动冲击组件的带轮滑杆(11)升到一定的高度，通过阻挡器(2)将其卡紧，然后将可控速桁车(1)移动到衔架(3)的一端位置，启动可控速桁车(1)向衔架(3)的另一端移动，并在需要冲击的地方松开阻挡器(2)，带轮滑杆(11)带动其上的负重法码(12)与轴承轮(13)对试件板(9)进行冲击，通过应变片与位移计采集数据；

步骤三，通过调节可控速桁车(1)的移动速度，重复步骤二得出试验数据；

步骤三，通过调节带轮滑杆(11)与试件板(9)之间的不同高度，重复步骤二得出试验数据；

步骤四，通过更换负重法码(12)的质量，重复步骤二得出试验数据；

步骤五，通过更换不同宽度和长度的试件板(9)，重复步骤二得出试验数据；

步骤六，通过所得数据，从而实现简支固支结合的移动冲击轮载试验。