CN111735692B - 一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，包括两个正对设置的第一筒体，两个所述第一筒体的轴线位于同一直线上；每个所述第一筒体内设置有一个连接杆，两个所述连接杆的轴线与所述第一筒体的轴线位于同一直线上，且两个所述连接杆正对的一端分别伸出各自对应的所述第一筒体，两个所述连接杆的伸出端用于连接试件；每个所述第一筒体内沿筒体径向布置有若干圈压力传感器组，每圈所述压力传感器组包括至少四个沿筒体周向均布的第一压力传感器，每个所述第一压力传感器上分别连接有长度相同的弹性件，每圈所述压力传感器组中的每个所述弹性件的一端均指向圆心，每个所述弹性件的一端与对应的所述连接杆接触，且接触时每个所述弹性件均处于自然状态。本发明能够提高测量数据的准确性。

Description

一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置

技术领域

本发明属于撞击试验技术领域，具体涉及一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置。

背景技术

在工业生产中，测量反力的大小是实际生产中经常要遇到的问题。一般常规的测力装置比较多，譬如利用弹簧、应变片等常规的数字测力装置。但在某些场合下使用这些常规的测力装置就相对比较困难，比如，在落重实验中，测量冲击反力的时候，一般情况是重锤直接撞击试件，从而得出数据。但是，在实际测量中发现，撞锤带来的不确定因素会给实验数据带来很大的误差，并且重锤的下落摇摆不定最终造成落在试件上的应力变化很难测出来，常规的测力装置测量重锤下落实验中试件受到支座两端的反作用力几乎是不可能的，影响实验数据。关于落重实验的误差影响，仍然无法解决这一问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，能够提高测量数据的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，包括两个正对设置的第一筒体，两个所述第一筒体的轴线位于同一直线上；每个所述第一筒体内设置有一个连接杆，两个所述连接杆的轴线与所述第一筒体的轴线位于同一直线上，且两个所述连接杆正对的一端分别伸出各自对应的所述第一筒体，两个所述连接杆的伸出端用于连接试件；每个所述第一筒体内沿筒体径向布置有若干圈压力传感器组，每圈所述压力传感器组包括至少四个沿筒体周向均布的第一压力传感器，每个所述第一压力传感器上分别连接有长度相同的弹性件，每圈所述压力传感器组中的每个所述弹性件的一端均指向圆心，每个所述弹性件的一端与对应的所述连接杆接触，且接触时每个所述弹性件均处于自然状态。

进一步地，每个所述第一筒体内套设有第二筒体，所述第二筒体与所述第一筒体共轴线，每个所述第二筒体为韧性材料，若干圈所述压力传感器组固定在第二筒体的内壁。

进一步地，每个所述第二筒体的内腔容纳有液压油。

进一步地，每个所述第二筒体的上安装有单向压力阀，当所述第二筒体内的压力超过所述单向压力阀的阈值时，液压油能够通过所述单向压力阀从所述第二筒体内流出。

进一步地，每个所述第二筒体的外壁与对应的所述第一筒体的内壁之间填充有硅胶。

进一步地，每个所述弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件的一端与对应的所述连接杆接触，所述第一弹性件的另一端连接有第二压力传感器，所述第二弹性件的一端与对应的所述第一压力传感器连接，所述第二弹性件的另一端与对应的所述第二压力传感器连接。

进一步地，每圈所述压力传感器组包括十二个沿筒体周向均布的第一压力传感器。

进一步地，每个所述第一筒体固定在固定座上。

进一步地，每个所述弹性件为弹簧。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，包括两个正对设置的第一筒体，两个第一筒体的轴线位于同一直线上；每个第一筒体内设置有一个连接杆，两个连接杆的轴线与第一筒体的轴线位于同一直线上，且两个连接杆正对的一端分别伸出各自对应的第一筒体，两个连接杆的伸出端用于连接试件；每个第一筒体内沿筒体径向布置有若干圈压力传感器组，每圈压力传感器组包括至少四个沿筒体周向均布的第一压力传感器，每个第一压力传感器上分别连接有长度相同的弹性件，每圈压力传感器组中的每个弹性件的一端均指向圆心，每个弹性件的一端与对应的连接杆接触，且接触时每个弹性件均处于自然状态。这样设置的优点：不仅可以测量环向受力，也可以测量纵向应力变化，在实际测量中，该测力装置测量重锤下落实验中试件受到支座两端的反作用力可以得到环向设置的多组两个压力传感器取得的平均值；关于落重实验的误差影响，在多组实验数据的研究下，得到一些规律，进而提高测量数据的准确性。

进一步地，每个第一筒体内套设有第二筒体，第二筒体与第一筒体共轴线，每个第二筒体为韧性材料，若干圈压力传感器组固定在第二筒体的内壁。设置内外两种不同材料的筒体是为了保证中间有放置硅胶的空间，且内壁为韧性内壁是为了保证压力传感器的粘结以及弹簧在受力作用后有一定幅度的缓冲，不会因为压力过大而挤压传统的刚性内壁，对压力传感器带来较大的反力造成破坏。

进一步地，每个第二筒体的内腔容纳有液压油，液压油的作用是：在受力过大的情况下，可实现缓冲保护，不会使弹簧瞬间压缩，而在液压油的存在下，形变时间变长，保护弹簧和压力传感器，同时使得弹簧自行润滑，使用寿命延长。

进一步地，每个第二筒体的上安装有单向压力阀，当第二筒体内的压力超过单向压力阀的阈值时，液压油能够通过单向压力阀从第二筒体内流出。单向应力阀的设置，是为了保证内腔的压力不会过大，从而对韧性内壁造成破坏；当压力过大时，液压油可以从单向应力阀流出，被硅胶所吸收，以此来平衡内腔的压力。

进一步地，每个第二筒体的外壁与对应的第一筒体的内壁之间填充有硅胶。硅胶的好处：硅胶的硬度很大，它不会由于受力而发生很大的形变，对实验结果造成过大影响，而且硅胶的亲水性可以吸收掉排出来的液压油，不会导致排出的液压油对内外壁造成滑动摩擦力减小而影响实验结果的情况。

进一步地，每个弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，第一弹性件的一端与对应的连接杆接触，第一弹性件的另一端连接有第二压力传感器，第二弹性件的一端与对应的第一压力传感器连接，第二弹性件的另一端与对应的第二压力传感器连接。设置两个传感器的目的：为了精准测量内壁对传感器的反力，减小实验误差。由于弹簧的K值无法保证一样，第一传感器设置在弹簧中间，所以得到的最终结果与弹簧的K值有相应的关系。

进一步地，每圈压力传感器组包括十二个沿筒体周向均布的第一压力传感器。设置第一传感器是为了直接得到任性内壁对压力传感器的反作用力，但是由于弹簧的不同，对其数值肯定会带来无法避免的实验误差，设置第一传感器，我们就可以最终数据取二者的平均值，来达到减小由于弹簧的K值不同对实验结果的影响。

进一步地，每个第一筒体固定在固定座上，确保本发明装置的稳定性。

进一步地，每个弹性件为弹簧，弹簧成本低，性能好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置使用状态时的总体结构示意图；

图2本发明中第一筒体和第二筒体内部的结构示意图；

图3是本发明中第一筒体和第二筒体内部的结构示意图。

图中：1-第一筒体；2-连接杆；3-第一压力传感器；4-弹性件；41-第一弹性件；42-第二弹性件；5-第二筒体；6-硅胶；7-第二压力传感器；8-单向压力阀；9-固定座；10-试验台；11-试件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

作为本发明的某一具体实施方式，一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，包括两个正对设置的第一筒体1，每个第一筒体1为刚性件，每个第一筒体1固定在固定座9上，每个固定座9固定安装在试验台10上，具体的，第一筒体1与固定座9之间可采用焊接的固定方式。两个第一筒体1的轴线位于同一直线上，两个第一筒体1之间具有一定的间距，每个第一筒体1内设置有一个连接杆2，两个连接杆2的轴线与第一筒体1的轴线位于同一直线上，且两个连接杆2正对的一端分别伸出各自对应的第一筒体1，两个连接杆2的伸出端之间具有一定的间距，两个连接杆2的伸出端用于连接试件。每个第一筒体1的内壁上沿筒体径向布置有若干圈压力传感器组，每圈压力传感器组包括至少四个沿筒体周向均布的第一压力传感器3，每个第一压力传感器3上分别连接有长度相同的弹性件4，每圈压力传感器组中的每个弹性件4的一端均指向圆心，每个弹性件4的一端与对应的连接杆2接触，且接触时每个弹性件4均处于自然状态；优选的，每个弹性件4为弹簧。

在使用时，将试件11水平放置，试件11的两端分别与两个连接杆2的伸出端固定连接，具体的，当试件11为刚性试件时，可以采用在连接杆2的伸出端连接一块钢板，钢板与刚性试件之间通过螺栓连接，或之间将连接杆2的伸出端用于刚性试件进行焊接固定；当试件11为砼性试件时，预先在砼试件浇灌时埋入一个锚固段，通过锚固段与连接杆2的伸出端进行固定连接。试件11与两个连接杆2连接固定完成后，便可开始落重撞击试验。

作为本发明的某一优选实施方式，结合图1、图2和图3所示，具体如下：在每个第一筒体1内套设有第二筒体5，第二筒体5与第一筒体1共轴线，每个第二筒体5为韧性材料，若干圈压力传感器组固定在第二筒体5的内壁，也就是说，每圈压力传感器组中的每个第一压力传感器3贴附在第二筒体5的内壁上，第二筒体5为韧性材料便于第一压力传感器3的固定安装，且韧性材料具有一定的缓冲作用，能够防止第一压力传感器3因受到过大的冲击力被损坏。

每个第一筒体1和每个第二筒体5为封闭的空腔结构，在每个第二筒体5的内腔加入适量液压油，使其充满第二筒体5，能够有效的减少弹性件4与连接杆2之间的磨损。优选的，为了防止因第二筒体5内的压力过大而造成压力传感器以及弹性件的破坏，在每个第二筒体5上安装有单向压力阀8，当第二筒体5内的压力超过单向压力阀8的阈值时，液压油能够通过单向压力阀8从第二筒体5内流出。更优选的，在每个第二筒体5的外壁与对应的第一筒体1的内壁之间填充有硅胶6，由于硅胶的亲水性的多孔结构，吸水能力强，可以有效地吸收由于第二筒体5内的压力过大而渗出的液压油，且硬度较高，在做冲击试验的时候，相比海绵等变形较大的材料，硅胶不会影响实验数据。

结合图2和图3所示，作为本发明的优选实施方式，每个弹性件4包括第一弹性件41和第二弹性件42，第一弹性件41的一端与对应的连接杆2接触，第一弹性件41的另一端连接有第二压力传感器7，第二弹性件42的一端与对应的第一压力传感器3连接，第二弹性件42的另一端与对应的第二压力传感器7连接。第一压力传感器3和第二压力传感器7相同。

如图2和图3所示，本实施例中，在第二筒体5的内壁上贴附有四圈压力传感器组，每圈压力传感器组包括十二个沿筒体周向均布的第一压力传感器3，即每圈压力传感器组中相邻的两个第一压力传感器3与圆心连线的夹角为30°。也就是说，本实施例中的装置中，每个第二筒体5内包括48个弹性件4、48个第一压力传感器3和48个第二压力传感器7。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，包括两个正对设置的第一筒体(1)，两个所述第一筒体(1)的轴线位于同一直线上；每个所述第一筒体(1)内设置有一个连接杆(2)，两个所述连接杆(2)的轴线与所述第一筒体(1)的轴线位于同一直线上，且两个所述连接杆(2)正对的一端分别伸出各自对应的所述第一筒体(1)，两个所述连接杆(2)的伸出端用于连接试件；每个所述第一筒体(1)内沿筒体径向布置有若干圈压力传感器组，每圈所述压力传感器组包括至少四个沿筒体周向均布的第一压力传感器(3)，每个所述第一压力传感器(3)上分别连接有长度相同的弹性件(4)，每圈所述压力传感器组中的每个所述弹性件(4)的一端均指向圆心，每个所述弹性件(4)的一端与对应的所述连接杆(2)接触，且接触时每个所述弹性件(4)均处于自然状态。

2.根据权利要求1所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述第一筒体(1)内套设有第二筒体(5)，所述第二筒体(5)与所述第一筒体(1)共轴线，每个所述第二筒体(5)为韧性材料，若干圈所述压力传感器组固定在第二筒体(5)的内壁。

3.根据权利要求2所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述第二筒体(5)的内腔容纳有液压油。

4.根据权利要求3所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述第二筒体(5)的上安装有单向压力阀(8)，当所述第二筒体(5)内的压力超过所述单向压力阀(8)的阈值时，液压油能够通过所述单向压力阀(8)从所述第二筒体(5)内流出。

5.根据权利要求4所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述第二筒体(5)的外壁与对应的所述第一筒体(1)的内壁之间填充有硅胶(6)。

6.根据权利要求1所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述弹性件(4)包括第一弹性件(41)和第二弹性件(42)，所述第一弹性件(41)的一端与对应的所述连接杆(2)接触，所述第一弹性件(41)的另一端连接有第二压力传感器(7)，所述第二弹性件(42)的一端与对应的所述第一压力传感器(3)连接，所述第二弹性件(42)的另一端与对应的所述第二压力传感器(7)连接。

7.根据权利要求1所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每圈所述压力传感器组包括十二个沿筒体周向均布的第一压力传感器(3)。

8.根据权利要求1所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述第一筒体(1)固定在固定座(9)上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种撞击试验中用于环向测量冲击反力的装置，其特征在于，每个所述弹性件(4)为弹簧。

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