CN114486693B - 一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法 - Google Patents

一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法，装置包括支架，支架上设置有弧形托架，弧形托架内侧用于容纳棒状样品，弧形托架上径向设置有支撑调节杆，支撑调节杆顶端位于弧形托架内侧，所有支撑调节杆轴线的延长线垂直相交于棒状样品的轴线；使用方法的步骤包括：调节两套支架的间距，调节支撑调节杆的伸出量，使所有支撑调节杆顶端组成的弧面与棒状样品的外壁基本重合；将棒状样品搁放在弧形托架内侧的支撑调节杆顶端，检查所有支撑调节杆顶端是否与棒状样品外壁接触，并对未接触的支撑调节杆进行二次调节使其顶端抵靠在棒状样品外壁。本发明通用性喝稳定性好，承重能力强，使用方便。

Description

一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法
技术领域
本发明涉及大、中型棒状试验样品(棒状样品)的环境试验装置，具体涉及一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法。
背景技术
针对大气自然环境试验，GJB 8893-2017等相关标准中给出了开展户外大气自然环境试验、棚下大气自然环境试验、库内大气自然环境试验常用的试验装置，主要有试验架、平台、台架和支座四种。具体而言，试验架主要用于固定开展户外大气暴露试验、棚下大气暴露试验、库内大气暴露试验的中小型试验样品/样件；平台主要用于户外大气自然环境试验中支撑不能安装在试验架上的大、中型试验样品/样件；台架主要用于支撑开展户外/棚下/库内大气贮存试验的试验样品/样件；支座主要用于支撑不适于放置在平台、台架上的圆柱形或异形大、中型试验样品/样件。其中，常用的试验架又可以细分为3种：一是由支架和放置试验样品的框架两部分组成的高低杠式试验架，其支架是可按要求的朝向和倾角安装在场地上的高低杠，框架上可安装试验样品，再将装好样品的框架通过捆扎等方式安放在高低杠上进行户外暴露试验；二是倾角可调式双腿试验架，同样是由支架和放置试验样品的框架两部分组成，其框架与支架相连，其倾角可通过一对长条进行调节，整个试验装置可通过水泥台或土埋的方式固定，也可直接放置做成移动式装置；三是搁板式试验架，主要适用于放置棚下大气暴露试验与库内大气暴露试验样品/样件。
目前，对大、中型棒状试验样品开展自然环境试验时，大都是采用试验平台支撑样品，而这些试验平台属固定式设施，在自然试验场上安装完成后无法移动，对需要放置于特殊地点的试验样品而言，便利性不足。由混凝土/木材制作的台架，往往过于沉重，不便移动，且木制品易受虫蛀霉变影响；由混凝土或木材、橡胶、塑料等制作的支座也存在通用性和尺寸适应性较差(难以满足不同异形试样尺寸需求，可加工塑形能力不足)、承重不足、耐候性较差等问题。随着试验科学的发展，大气自然环境试验装置面临的这些问题与自然环境试验向标准化、规范化、精细化等方向发展的现状之间的矛盾日益凸显，影响了自然环境试验的有效实施。
发明内容
本发明目的在于提供一种自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法，用于解决现有大、中型棒状试验样品自然环境试验存在的“通用性和尺寸适应性较差(难以满足不同异形试样尺寸需求，可加工塑形能力不足)、承重不足，使用不便”等技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案。
一种自然环境试验用凹型支撑装置，包括两个间隔布置的支架，其特征在于：在每个支架上设置有弧形托架，每个弧形托架内侧用于容纳棒状样品(本发明所述棒状样品是指圆棒形/圆柱形样品)，在每个弧形托架上径向设置有多个支撑调节杆，每个支撑调节杆顶端位于弧形托架内侧，所有支撑调节杆轴线的延长线垂直相交于棒状样品的轴线，由所有支撑调节杆顶端组成的弧面与棒状样品的外壁重合。
作为优选方案之一，在每个弧形托架上径向(该径向是指沿弧形托架径向方向)设置有套管，套管数量与支撑调节杆数量一致，支撑调节杆伸入套管内，在支撑调节杆上设置有多个间隔布置的限位孔，在套管上设置有定位孔，支撑调节杆位于预设位置后，采用销钉插入定位孔和限位孔中以实现对支撑调节杆的限位。
作为优选方案之二，在每个弧形托架上径向(该径向是指沿弧形托架径向方向)设置有套管，套管数量与支撑调节杆数量一致，套管内壁设置有内螺纹，在支撑调节杆上设置有外螺纹，支撑调节杆伸入套管内并与套管螺纹配合连接。
为提高自然环境试验用凹型支撑装置的稳定性，弧形托架包括内弧板、外弧板和套管，内弧板与外弧板同轴布置，套管一端固定连接内弧板，另一端固定连接外弧板。
为更加方便调节，弧形托架的弧形为半圆形。
为更加方便调节，同时进一步提高实验过程中样品的稳定性，支撑调节杆包括杆部，杆部上端包覆有橡胶帽，杆部下端连接尾帽；在杆部和尾帽上同轴设置有相通的孔，在孔内设置有活动杆，在活动杆上设置有环形凸台，孔的中间段设置有腔室，腔室直径大于孔的直径；在活动杆上套设有弹簧，弹簧上端抵靠在环形凸台上，弹簧下端抵靠在腔室底壁；当弹簧处于自由状态时，环形凸台上壁抵靠在腔室顶壁，活动杆顶部伸出支撑调节杆顶端，活动杆底部位于孔内；当活动杆顶部被下压至与支撑调节杆顶端齐平时，弹簧被压缩后，环形凸台上壁远离腔室顶壁，活动杆底部伸出支撑调节杆底端。
为方便安装和维护自然环境试验用凹型支撑装置，位于杆部上的孔为二级阶台孔，位于尾帽上的孔为一级阶台孔，尾帽与杆部呈螺纹连接，且当尾帽与杆部配合后，尾帽上一级阶台孔的阶台壁作为腔室的底壁。
作为本发明的优选方案，前述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品长度调节两套支架的间距；
步骤2，根据棒状样品的外径初步调节支撑调节杆的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆伸至弧形托架内侧的长度，使所有支撑调节杆顶端组成的弧面与棒状样品的外壁基本重合；
步骤3，将棒状样品搁放在弧形托架内侧的支撑调节杆顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆顶端是否与棒状样品外壁接触，并对未接触的支撑调节杆进行二次调节，使其顶端抵靠在棒状样品外壁。
作为本发明另一优选方案，前述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品长度调节两套支架的间距；
步骤2，根据棒状样品的外径初步调节支撑调节杆的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆伸至弧形托架内侧的长度，使所有支撑调节杆顶端组成的弧面与棒状样品的外壁基本重合；
步骤3，将与棒状样品等直径的弧板搁放在弧形托架内侧的支撑调节杆顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆顶端是否与弧板外壁接触，并对未接触弧板的支撑调节杆进行二次调节，使其顶端抵靠在弧板外壁；
步骤5，移走弧板，将棒状样品搁放在支撑调节杆顶端。
作为本发明又一优选方案，前述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品长度调节两套支架的间距；
步骤2，根据棒状样品的外径初步调节支撑调节杆的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆伸至弧形托架内侧的长度，使所有支撑调节杆顶端组成的弧面与棒状样品的外壁基本重合；
步骤3，将棒状样品搁放在弧形托架内侧的支撑调节杆顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆底部的尾帽底端是否冒出活动杆底部，检查所有支撑调节杆的活动杆顶部是否冒出；
步骤5，若尾帽底端活动杆底部向下冒出，且活动杆顶部未冒出支撑调节杆顶端，则可实施自然环境试验的下一步骤；若尾帽底端活动杆底部未向下冒出，且活动杆顶部依然冒出支撑调节杆顶端，则先对该支撑调节杆进行二次调节使其活动杆底部向下冒出且活动杆顶部未冒出支撑调节杆顶端，然后实施自然环境试验的下一步骤。
有益效果：本发明提供的自然环境试验用凹型支撑装置通用性好且承重能力强，适用于多种规格的棒状样品，不仅能够针对多种尺寸的标准圆棒状样品开展试验，而且能够针对多种非标准圆棒状样品(如椭圆棒状样品)开展试验，特别适用于针对大、中型棒状样品/样件开展固定角度的大气自然环境试验，还能够满足异形棒状样品的试验要求；本发明提供的自然环境试验用凹型支撑装置具有很好地稳定性，且方便调节，能够对标准圆棒状样品和非标准圆棒状样品提供稳定支撑，即使棒状样品上有内凹区域，也能够通过调节支撑调节杆进行稳定支撑；采用本发明提供的自然环境试验用凹型支撑装置及使用方法，针对大、中型棒状试验样品开展自然环境试验，使用起来非常方便，不仅方便安装并按照位置摆放，而且方便移动，使用时只需要先将支撑装置平稳搁放在预设位置，然后将样品搁放在支撑调节杆顶端；本发明提供的自然环境试验用凹型支撑装置结构简单，实用性佳。
附图说明
图1是实施例1中自然环境试验用凹型支撑装置示意图；
图2是实施例1中自然环境试验用凹型支撑装置的支撑断面示意图；
图3是实施例2中自然环境试验用凹型支撑装置的支撑调节杆示意图(支撑样品前)；
图4是图3中支撑调节杆的杆部示意图；
图5是图3中支撑调节杆的尾帽示意图；
图6是实施例2中自然环境试验用凹型支撑装置的支撑调节杆示意图(支撑样品后)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对本发明进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
如图1和图2所示，一种自然环境试验用凹型支撑装置，包括两个间隔布置的支架3，在每个支架3上设置有弧形托架2，弧形托架2顶面与支架3顶面齐平，每个弧形托架2内侧用于容纳棒状样品1，在每个弧形托架2上径向设置有多个支撑调节杆8，每个支撑调节杆8顶端位于弧形托架2内侧，所有支撑调节杆8轴线的延长线垂直相交于棒状样品1的轴线，由所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁重合。
其中，在每个弧形托架2上径向设置有套管9，套管9数量与支撑调节杆8数量一致/相同，支撑调节杆8伸入套管9内，在支撑调节杆8上设置有多个间隔布置的限位孔10，在套管9上设置有定位孔，支撑调节杆8位于预设位置后，采用销钉7插入定位孔和限位孔10中以实现对支撑调节杆8的限位。在具体应用方案中，相邻限位孔的间距根据试验需求布置，例如：当所需开展的三个棒状样品半径差均为10mm、最细的棒状样品的半径为100mm，最粗的棒状样品的半径为120mm时，那么限位孔可以设置3个，相邻限位孔的间距设为10mm；如果针对半径为100mm的棒状样品开展试验，只需要将最下侧的限位孔对准定位孔，然后采用销钉插入该定位孔和限位孔中进行限位；如果针对半径为120mm的棒状样品开展试验，只需要将最上侧的限位孔对准定位孔，然后采用销钉插入该定位孔和限位孔中进行限位。
其中，弧形托架2包括内弧板5、外弧板4和套管9，内弧板5与外弧板4同轴布置，套管9一端固定连接内弧板5，另一端固定连接外弧板4。弧形托架2的弧形为半圆形。
基于本实施例中自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品1长度调节两套支架3的间距，该间距需小于棒状样品1长度；
步骤2，根据棒状样品1的外径初步调节支撑调节杆8的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆8伸至弧形托架2内侧的长度，使所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁基本重合；调节支撑调节杆8的方法参照[0020]段相关内容。
步骤3，将棒状样品1搁放在弧形托架2内侧的支撑调节杆8顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆8顶端是否与棒状样品1外壁接触，并对未接触的支撑调节杆8进行二次调节，使其顶端抵靠在棒状样品1外壁，此时的支撑状态如图2所示。
实施例2
参照图1和图2所示，一种自然环境试验用凹型支撑装置，包括两个间隔布置的支架3，在每个支架3上设置有弧形托架2，弧形托架2顶面与支架3顶面齐平，每个弧形托架2内侧用于容纳棒状样品1，在每个弧形托架2上径向设置有多个支撑调节杆8，每个支撑调节杆8顶端位于弧形托架2内侧，所有支撑调节杆8轴线的延长线垂直相交于棒状样品1的轴线，由所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁重合。
其中，在每个弧形托架2上径向设置有套管9，套管9数量与支撑调节杆8数量一致，套管9内壁设置有内螺纹，在支撑调节杆8上设置有外螺纹，支撑调节杆8伸入套管9内并与套管9螺纹配合连接。
其中，弧形托架2包括内弧板5、外弧板4和套管9，内弧板5与外弧板4同轴布置，套管9一端固定连接内弧板5，另一端固定连接外弧板4。弧形托架2的弧形为半圆形。
基于本实施例中自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品1长度调节两套支架3的间距，该间距需小于棒状样品1长度；
步骤2，根据棒状样品1的外径初步调节支撑调节杆8的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆8伸至弧形托架2内侧的长度，使所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁基本重合；
步骤3，将与棒状样品1等直径的弧板搁放在弧形托架2内侧的支撑调节杆8顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆8顶端是否与弧板外壁接触，并对未接触弧板的支撑调节杆8进行二次调节，使其顶端抵靠在弧板外壁；
步骤5，移走弧板，将棒状样品1搁放在支撑调节杆8顶端；
步骤2和步骤4中，通过旋转支撑调节杆8来调节其伸出量/其顶端位置。
实施例3
参照图1和图2所示，一种自然环境试验用凹型支撑装置，包括两个间隔布置的支架3，在每个支架3上设置有弧形托架2，弧形托架2顶面与支架3顶面齐平，每个弧形托架2内侧用于容纳棒状样品1，在每个弧形托架2上径向设置有多个支撑调节杆8，每个支撑调节杆8顶端位于弧形托架2内侧，所有支撑调节杆8轴线的延长线垂直相交于棒状样品1的轴线，由所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁重合。
其中，在每个弧形托架2上径向设置有套管9，套管9数量与支撑调节杆8数量一致，套管9内壁设置有内螺纹，在支撑调节杆8上设置有外螺纹，支撑调节杆8伸入套管9内并与套管9螺纹配合连接。
其中，弧形托架2包括内弧板5、外弧板4和套管9，内弧板5与外弧板4同轴布置，套管9一端固定连接内弧板5，另一端固定连接外弧板4。弧形托架2的弧形为半圆形。
再结合图3、图4和图5所示，支撑调节杆8包括杆部83，杆部83上端包覆有橡胶帽81，杆部83下端连接尾帽90；在杆部83和尾帽90上同轴设置有相通的孔，在孔内设置有活动杆86，在活动杆86上设置有环形凸台84，孔的中间段设置有腔室87，腔室87直径大于孔的直径；在活动杆86上套设有弹簧85，弹簧85上端抵靠在环形凸台84上，弹簧85下端抵靠在腔室87底壁；当弹簧85处于自由状态时，环形凸台84上壁抵靠在腔室87顶壁，活动杆顶部82伸出支撑调节杆8顶端，活动杆底部89位于孔内；当活动杆顶部82被下压至与支撑调节杆8顶端齐平时，弹簧85被压缩后，环形凸台84上壁远离腔室87顶壁，活动杆底部89伸出支撑调节杆8底端。位于杆部83上的孔为二级阶台孔，位于尾帽90上的孔为一级阶台孔，尾帽90与杆部83呈螺纹连接，且当尾帽90与杆部83配合后，尾帽90上一级阶台孔的阶台壁88作为腔室87的底壁。
基于本实施例中自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品1长度调节两套支架3的间距，该间距需小于棒状样品1长度；
步骤2，根据棒状样品1的外径初步调节支撑调节杆8的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆8伸至弧形托架2内侧的长度，使所有支撑调节杆8顶端组成的弧面与棒状样品1的外壁基本重合；
步骤3，将棒状样品1搁放在弧形托架2内侧的支撑调节杆8顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆8底部的尾帽90底端是否冒出/伸出活动杆底部89，检查所有支撑调节杆8的活动杆顶部82是否冒出/伸出；
步骤5，若尾帽90底端活动杆底部89向下冒出，且活动杆顶部82未冒出支撑调节杆8顶端(此时的状态如图6所示)，则可实施自然环境试验的下一步骤；若尾帽90底端活动杆底部89未向下冒出，且活动杆顶部82依然冒出支撑调节杆8顶端，则先对该支撑调节杆8进行二次调节使其活动杆底部89向下冒出且活动杆顶部82未冒出支撑调节杆8顶端，然后实施自然环境试验的下一步骤。

Claims (10)

1.一种自然环境试验用凹型支撑装置，包括两个间隔布置的支架（3），其特征在于：在每个支架（3）上设置有弧形托架（2），每个弧形托架（2）内侧用于容纳棒状样品（1），在每个弧形托架（2）上径向设置有多个支撑调节杆（8），每个支撑调节杆（8）顶端位于弧形托架（2）内侧，所有支撑调节杆（8）轴线的延长线垂直相交于棒状样品（1）的轴线，由所有支撑调节杆（8）顶端组成的弧面与棒状样品（1）的外壁重合。
2.根据权利要求1所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：在每个弧形托架（2）上径向设置有套管（9），套管（9）数量与支撑调节杆（8）数量一致，支撑调节杆（8）伸入套管（9）内，在支撑调节杆（8）上设置有多个间隔布置的限位孔（10），在套管（9）上设置有定位孔，支撑调节杆（8）位于预设位置后，采用销钉（7）插入定位孔和限位孔（10）中以实现对支撑调节杆（8）的限位。
3.根据权利要求1所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：在每个弧形托架（2）上径向设置有套管（9），套管（9）数量与支撑调节杆（8）数量一致，套管（9）内壁设置有内螺纹，在支撑调节杆（8）上设置有外螺纹，支撑调节杆（8）伸入套管（9）内并与套管（9）螺纹配合连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：弧形托架（2）包括内弧板（5）、外弧板（4）和套管（9），内弧板（5）与外弧板（4）同轴布置，套管（9）一端固定连接内弧板（5），另一端固定连接外弧板（4）。
5.根据权利要求4所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：弧形托架（2）的弧形为半圆形。
6.根据权利要求5所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：支撑调节杆（8）包括杆部（83），杆部（83）上端包覆有橡胶帽（81），杆部（83）下端连接尾帽（90）；在杆部（83）和尾帽（90）上同轴设置有相通的孔，在孔内设置有活动杆（86），在活动杆（86）上设置有环形凸台（84），孔的中间段设置有腔室（87），腔室（87）直径大于孔的直径；在活动杆（86）上套设有弹簧（85），弹簧（85）上端抵靠在环形凸台（84）上，弹簧（85）下端抵靠在腔室（87）底壁；当弹簧（85）处于自由状态时，环形凸台（84）上壁抵靠在腔室（87）顶壁，活动杆顶部（82）伸出支撑调节杆（8）顶端，活动杆底部（89）位于孔内；当活动杆顶部（82）被下压至与支撑调节杆（8）顶端齐平时，弹簧（85）被压缩后，环形凸台（84）上壁远离腔室（87）顶壁，活动杆底部（89）伸出支撑调节杆（8）底端。
7.根据权利要求6所述的自然环境试验用凹型支撑装置，其特征在于：位于杆部（83）上的孔为二级阶台孔，位于尾帽（90）上的孔为一级阶台孔，尾帽（90）与杆部（83）呈螺纹连接，且当尾帽（90）与杆部（83）配合后，尾帽（90）上一级阶台孔的阶台壁（88）作为腔室（87）的底壁。
8.如权利要求6或7所述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品（1）长度调节两套支架（3）的间距；
步骤2，根据棒状样品（1）的外径初步调节支撑调节杆（8）的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆（8）伸至弧形托架（2）内侧的长度，使所有支撑调节杆（8）顶端组成的弧面与棒状样品（1）的外壁基本重合；
步骤3，将棒状样品（1）搁放在弧形托架（2）内侧的支撑调节杆（8）顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆（8）底部的尾帽（90）底端是否冒出活动杆底部（89），检查所有支撑调节杆（8）的活动杆顶部（82）是否冒出；
步骤5，若尾帽（90）底端活动杆底部（89）向下冒出，且活动杆顶部（82）未冒出支撑调节杆（8）顶端，则可实施自然环境试验的下一步骤；若尾帽（90）底端活动杆底部（89）未向下冒出，且活动杆顶部（82）依然冒出支撑调节杆（8）顶端，则先对该支撑调节杆（8）进行二次调节使其活动杆底部（89）向下冒出且活动杆顶部（82）未冒出支撑调节杆（8）顶端，然后实施自然环境试验的下一步骤。
9.如权利要求1-7任一项所述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品（1）长度调节两套支架（3）的间距；
步骤2，根据棒状样品（1）的外径初步调节支撑调节杆（8）的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆（8）伸至弧形托架（2）内侧的长度，使所有支撑调节杆（8）顶端组成的弧面与棒状样品（1）的外壁基本重合；
步骤3，将棒状样品（1）搁放在弧形托架（2）内侧的支撑调节杆（8）顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆（8）顶端是否与棒状样品（1）外壁接触，并对未接触的支撑调节杆（8）进行二次调节，使其顶端抵靠在棒状样品（1）外壁。
10.如权利要求1-7任一项所述自然环境试验用凹型支撑装置的使用方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，根据棒状样品（1）长度调节两套支架（3）的间距；
步骤2，根据棒状样品（1）的外径初步调节支撑调节杆（8）的伸出量，所述伸出量是指支撑调节杆（8）伸至弧形托架（2）内侧的长度，使所有支撑调节杆（8）顶端组成的弧面与棒状样品（1）的外壁基本重合；
步骤3，将与棒状样品（1）等直径的弧板搁放在弧形托架（2）内侧的支撑调节杆（8）顶端；
步骤4，检查所有支撑调节杆（8）顶端是否与弧板外壁接触，并对未接触弧板的支撑调节杆（8）进行二次调节，使其顶端抵靠在弧板外壁；
步骤5，移走弧板，将棒状样品（1）搁放在支撑调节杆（8）顶端。
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