CN112485146B - 一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置及方法，属于材料试验技术领域。通过控制器控制8个电动千斤顶运动，电动千斤顶带动振荡组件进行正交震荡运动，模拟材料的真实震荡作用下的冲刷环境，能直观的观测到材料试样在正交震荡作用下的抗冲刷性能，试件通过挡板固定，实验过程中，可直观的观察冲刷作用下，试件的冲蚀破坏过程，提高了装置的直观性，保证本发明装置的稳定性和精确性。
Description
技术领域
本发明属于材料试验技术领域，涉及一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置及方法。
背景技术
目前对于材料在正交震荡作用下的抗冲刷性能的测试方法较为粗放，所得结果难以真实反映材料的抗冲刷性能。大型的模型实验在实际操作过程中耗费大量财力物力，且实验的重复利用性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，的缺点，提供一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置及方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置，包括基台和设置在基台上的滑动底板，滑动底板底面与基台顶面之间设有电动千斤顶，电动千斤顶设有8个，分别位于水平面的正交方向上，每个方向设有两个运动方向相反的电动千斤顶，所述基台上设有与外接电源电连接的控制器，控制器分别与8个电动千斤顶电连接；
滑动底板的上表面安装有震荡组件，所述震荡组件为上部开口的箱体，箱体的侧壁由挡板和待测试件拼接而成，箱体的底面为滑动底板的上表面，挡板设有2～4个，挡板和待测试件均竖直安装在滑动底板的上表面。
优选地，滑动底板的上表面开设有若干条相互平行的滑槽，挡板竖直固定在滑槽上，待测试件通过挡板及滑槽竖直固定安装在滑动底板上。
优选地，控制器上设有操作面板，操作面板用于设置并显示各个电动千斤顶运动的振幅、速率及时间。
优选地，所述基台包括底座和固定安装在底座上的基座，底座固定在水平面上，基座与底座刚性连接。
优选地，当挡板设有两个，两个挡板相互平行设置，此时，待测试件设有两个，分别与挡板相互垂直固定在滑动底板上，挡板和待测试件交错拼接成箱体侧壁。
优选地，当挡板设有三个，此时，待测试件设有一个，三个挡板和一个待测试件拼接成箱体侧壁。
优选地，当挡板设有四个，此时四个挡板拼接成箱体侧壁，待测试件设置在挡板的内侧。
优选地，箱体的侧壁及底面的拼接处均涂覆有防水密封填料。
优选地，所述滑槽的尺寸不同，滑槽的内径大于挡板的厚度。
基于所述正交振荡模拟装置的模拟方法，包括如下步骤：
S1：在基台与滑动底板之间沿正交方向分别安装8个电动千斤顶，滑动底板的上表面安装震荡组件，震荡组件中安装待测试件，将冲刷液体填充在震荡组件中；
S2：启动外接电源，通过控制器控制电动千斤顶移动，电动千斤顶带动滑动底板沿水平方向做正交运动，进而使滑动底板上的挡板移动，使得震荡组件移动，带动震荡组件中的冲刷液体移动，对震荡组件中的待测试件进行冲刷。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置，通过控制器控制电动千斤顶运动，水平正交设置的8个电动千斤顶带动滑动底板沿水平面做正交双向的震荡运动，滑动底板与基台的滑动连接确保震荡组件不进行竖向运动。电动千斤顶运动带动振荡组件产生多种模式的水平正交震荡运动，模拟材料的真实震荡作用下的冲刷环境，能直观的观测到材料试样在正交震荡作用下的抗冲刷性能，试件通过挡板固定，实验过程中，可直观的观察冲刷作用下，试件的冲蚀破坏过程，提高了装置的直观性，保证本发明装置的稳定性和精确性。
进一步地，通过操作面板设置电动千斤顶的水平运动时间、振幅以及速率，使得装置的使用更加便捷，易于操控。
进一步地，滑动底板上设置多条尺寸不同的滑槽，根据滑槽尺寸配备多种尺寸的挡板，可根据试件的尺寸选择合适的挡板进行组装，提高了装置的便利性，扩大了装置的适用范围。
进一步地，试件固定形式为三种，两块挡板固定两个试件，三块挡板和一个试件固定形成箱体侧壁，以及四块挡板包围形成箱体侧壁，然后待测试件安装在挡板内，提高了装置的适用性。两块试件与两块挡板的组装形式可以同时使得两块试件处于震荡冲刷作用下，使得实验过程具有对比性，提高了装置的精准性。
本发明还公开了一种模拟方法，是基于上述装置进行的，在基台与滑动底板之间安装电动千斤顶，滑动底板的上表面安装震荡组件，震荡组件中安装待测试件，将冲刷液体填充在震荡组件中；启动外接电源，通过控制器控制电动千斤顶移动，电动千斤顶带动滑动底板移动，进而使滑动底板上的挡板移动，使得震荡组件移动，带动震荡组件中的冲刷液体移动，对震荡组件中的待测试件进行冲刷。
附图说明
图1为本发明正交振荡模拟装置的结构示意图；
图2为本发明正交振荡模拟装置的爆炸图；
其中，1-底座；2-基座；3-滑动底板；4-电动千斤顶；5-控制器；6-滑槽；7-挡板；8-试件；9-冲刷液体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
参见图1和图2，本发明的一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置，包括水平设置的底座1，底座1上设置有基座2，基座2上设置有滑动底板3，滑动底板3与基座2之间安装有水平设置的8个电动千斤顶4，8个电动千斤顶4沿水平面的正交方向分布，每个方向各设2个，两个电动千斤顶的运动方向相反，基座2上设置有控制器5，控制器5与电动千斤顶4电连接，控制电动千斤顶4的移动，滑动底板3的上表面设置有滑槽6，滑槽6设有若干个，滑动底板3上设置有挡板7，挡板7通过滑槽6与滑动底板3组装，挡板7设有2～4个，挡板7与待测试件8拼接成箱体的侧壁，震荡组件包括箱体侧壁和箱体底面，箱体底面为滑动底板3的上表面，待测试件8通过挡板7固定，冲刷液体9放置于挡板7与待测试件8之间。
实施例2
本实施例除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
参见图2，滑动底板3与挡板7组装形成震荡组件，待测试件8通过挡板7固定，滑动底板3上设置有多尺寸的滑槽6，根据试件尺寸选择相应的挡板7，使挡板7与滑动底板3通过滑槽6组装。
实施例3
本实施例除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
底座1与基座2刚性连接并固定在实验平台上，基座2与滑动底板3使用电动千斤顶4连接，电动千斤顶4一端连接基座2，另一端连接滑动底板3，通过电动千斤顶4的水平正交运动，带动震荡组件产生水平震荡运动。
实施例4
本实施例除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
挡板7与待测试件8的组装形式根据实验的具体要求和试件的具体尺寸选取，可以满足多种实验需求，只需保证试件、挡板以及滑动底板形成一个无盖封闭空间，封闭空间内填充冲刷液体。
一种基于所述正交振荡模拟装置的模拟方法，包括如下步骤：
S1：在基台与滑动底板3之间安装电动千斤顶4，滑动底板3的上表面安装震荡组件，震荡组件中安装待测试件，将冲刷液体填充在震荡组件中；
S2：启动外接电源，通过控制器5控制电动千斤顶4移动，电动千斤顶4带动滑动底板3移动，进而使滑动底板3上的挡板7移动，使得震荡组件移动，带动震荡组件中的冲刷液体移动，对震荡组件中的待测试件进行冲刷。
本发明装置的具体的工作原理如下：
首先测定实验材料试件的性能以及外观尺寸，并根据待测试件8的尺寸，选择合适的挡板7，然后组装挡板7与滑动底板3，固定试件8，加入适量的冲刷液体9，根据实验要求的振幅、速率以及震荡时间，通过控制器5的操作面板设置电动千斤顶4做正交震荡运动时的振幅、速率及时间。设置的震荡过程结束后，取出试件8的外观冲蚀破坏以及测定待测试件8的性能，通过对比冲刷前后试件外观以及性能的变化评价材料在正交震荡作用下的抗冲蚀性能。
综上所述，本发明所指的一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置由震荡组件、电动千斤顶、电动千斤顶控制系统、基座以及底座组成。底座和基座用于固定实验仪器以及设置电动千斤顶控制系统，电动千斤顶用来提供维持震荡作用的动力，震荡组件用来固定试件模拟材料在正交震荡作用下的冲刷环境，通过对比冲刷前后试件的外观以及性能变化评价坝体的抗冲刷性能。目前公知的模型实验方法无论在操作以及投入上都过于繁复。本发明精准化的反映真实材料在正交震荡作用下的抗冲刷性能，通过精确控制震荡运动以及配备多种试件组装形式，最大限度的模拟真实的冲刷环境，达到是实验目的。本发明能够在实验室环境下，通过简便易操作的实验仪器模拟正交震荡作用下的材料冲刷过程，评价材料的抗冲蚀性能，使得材料在正交震荡作用下的抗冲刷性能评价更加真实和简便。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于测量试件抗冲刷性能的正交振荡模拟装置，其特征在于，包括基台和设置在基台上的滑动底板（3），滑动底板（3）底面与基台顶面之间设有电动千斤顶（4），电动千斤顶设有8个，分别位于水平面的正交方向上，每个方向设有两个运动方向相反的电动千斤顶，所述基台上设有与外接电源电连接的控制器（5），控制器（5）分别与8个电动千斤顶（4）电连接；
滑动底板（3）的上表面安装有震荡组件，所述震荡组件为上部开口的箱体，箱体的侧壁由挡板（7）和待测试件拼接而成，箱体的底面为滑动底板（3）的上表面，挡板（7）设有2~4个，挡板（7）和待测试件均竖直安装在滑动底板（3）的上表面。
2.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，滑动底板（3）的上表面开设有若干条相互平行的滑槽（6），挡板（7）竖直固定在滑槽（6）上，待测试件通过挡板（7）及滑槽（6）竖直固定安装在滑动底板（3）上。
3.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，控制器（5）上设有操作面板，操作面板用于设置并显示各个电动千斤顶（4）运动的振幅、速率及时间。
4.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，所述基台包括底座（1）和固定安装在底座（1）上的基座（2），底座（1）固定在水平面上，基座（2）与底座（1）刚性连接。
5.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，当挡板（7）设有两个，两个挡板（7）相互平行设置，此时，待测试件设有两个，分别与挡板（7）相互垂直固定在滑动底板（3）上，挡板（7）和待测试件交错拼接成箱体侧壁。
6.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，当挡板（7）设有三个，此时，待测试件设有一个，三个挡板（7）和一个待测试件拼接成箱体侧壁。
7.根据权利要求1所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，箱体的侧壁及底面的拼接处均涂覆有防水密封填料。
8.根据权利要求2所述的正交振荡模拟装置，其特征在于，所述滑槽（6）的尺寸不同，滑槽（6）的内径大于挡板（7）的厚度。
9.基于权利要求1~8任一项所述正交振荡模拟装置的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在基台与滑动底板（3）之间沿正交方向分别安装8个电动千斤顶（4），滑动底板（3）的上表面安装震荡组件，震荡组件中安装待测试件，将冲刷液体填充在震荡组件中；
S2：启动外接电源，通过控制器（5）分别控制8个电动千斤顶（4）移动，8个电动千斤顶（4）带动滑动底板（3）沿水平方向做正交运动，进而使滑动底板（3）上的挡板（7）移动，使得震荡组件移动，带动震荡组件中的冲刷液体移动，对震荡组件中的待测试件进行冲刷。
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