CN204374012U - 一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，属于试验技术领域，包括落锤试验机、传力方向转换桁架、固定底座、转动支座和试件连接件。落锤试验机包括一对导轨和锤体组件。传力方向转换桁架设在落锤试验机下方中心位置，由通过铰接接头连接的两片桁架组成。固定底座位于传力方向转换桁架下方，用于固定桁架。转动支座由转动滑块和滑轨组成，通过螺栓连接固定于底座两侧立柱柱顶。试件连接件位于两片桁架下弦之间，通过铰接接头与桁架连接起来，并装配荷载传感器。本实用新型通过桁架转换装置，能够将落锤竖向冲击荷载转化为水平拉力荷载，并且能够消除落锤试验机锤头竖向冲击产生的惯性力效应，从而准确模拟实际工程结构材料受冲击荷载时的动态力学性能，合理反映材料的应变率效应。该装置方便进行冲击荷载下的拉伸试验，装置简单，操作方便。

Description

一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置

技术领域

本实用新型属于试验设备技术领域，特别涉及一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置。

背景技术

目前在结构抗冲击性能试验研究中，根据材料加载应变率的范围可采用不同的冲击加载装置。对于高速状态下的冲击荷载，可采用霍普金森杆来进行高应变率下的试验。而工程中大量的实例都属于低速冲击过程，对于此类问题的试验，落锤冲击装置是一种简单、可靠的加载装置。

在现有落锤冲击装置中，落锤沿导轨竖直落下，竖向冲击试验台座上固定的试件，从而研究试件在冲击荷载下的动态力学性能。但由于落锤冲击惯性力的存在，置于落锤内的力传感器将同时测得惯性力，从而影响合理评估结构构件抗冲击能力。采用落锤试验机进行冲击加载时，只能对材料或结构进行竖向冲击；或者采用常规竖向冲击拉伸转换装置，但装置转换框架结构复杂，且试件尺寸受限制，导致试件和仪器设备安装操作繁琐，也无法完全消除惯性力效应影响，影响到试验数据的稳定性和准确性。

发明内容

针对现有落锤冲击试验装置测量荷载时不易合理定量惯性力的问题，本实用新型旨在提供一种新型可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，该试验装置可实现消除惯性力对试验结果的影响，并在竖向冲击荷载作用下进行水平拉伸试验，能够准确模拟实际工程结构中材料的受力情况。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，所述可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，包括落锤试验机、传力方向转换桁架、固定底座、转动支座和试件连接件；

所述落锤试验机包括两根导轨，固定在两根导轨上的定位夹具，挂在定位夹具上的锤体提升块；

所述传力方向转换桁架包括位于上弦的多根大圆管，位于下弦的多根大圆管，作为腹杆的多根小圆管，端板，撞击块，耳板，销轴；

所述固定底座包括多根柱，每根柱分别与横梁相接，与多根柱及横梁相接的纵梁，每根柱和纵梁之间均设有斜撑，所述每根柱上部均设有一块柱端板；

所述转动支座包括多块支座侧板，支座滑块，支座滑轨，销轴；

所述试件连接件包括端板，耳板，传感器，试件。

以下对本实用新型做出进一步说明。

所述多根小圆管与大圆管相连，所述多根小圆管与大圆管相连，所述小圆管分别通过端板与大圆管相连。

进一步地，所述位于上弦的大圆管端部分别设有端板，每块端板均连有两块耳板，销轴穿过耳板与撞击块串连形成转动铰。

进一步地，所述位于上弦的大圆管端部分别与滑块相连，每个滑块两端均设有两块支座侧板，每个滑块下端均放置一个分别固定在柱端板上的滑轨，销轴穿过支座端板和滑块串连形成转动铰，销轴穿过支座端板和滑块串连形成转动铰。

进一步地，所述位于下弦的大圆管端部分别设有端板，每块端板均连有两块耳板，销轴分别穿过耳板串连形成转动铰。

进一步地，所述每个传感器两端均连有两块端板，试件固定在端板中间，每块端板上均连有一块耳板，耳板分别通过销轴固定在所述传力方向转换桁架上。

上述柱优选为两根，斜撑优选为两根，横梁优选为两根，大圆管优选为四根，小圆管优选为八根。

藉由上述机构装置，所述传力方向转换桁架中两端的滑块放置于滑轨上，通过固定在固定底座上的滑轨和支座端板实现桁架的固定和转动。传力方向转换桁架中两片桁架通过上弦中部的转动铰连接，下弦中部与试件连接件通过转动铰连接。当落锤锤体作用于传力方向转换桁架上弦中部的撞击块时，桁架中部向下运动，在运动过程中将锤体的冲击力通过桁架腹杆传递给桁架下弦，桁架下弦再传递给试件连接件，即实现了试件在冲击荷载作用下的水平拉伸试验，同时消除了落锤冲击惯性力的影响。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型可实现消除落锤冲击拉伸荷载试验中存在的惯性力影响，实现较低加载速度的冲击荷载作用下各类工程材料的动态拉伸试验，能够准确模拟实际结构在冲击荷载作用下的应变率效应，试验装置简单方便，试验数据稳定可靠。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述传力方向转换桁架的结构示意图；

图3是本实用新型所述试件连接件的结构示意图；

图4是图2、3的细部示意图；

图5是本实用新型所述固定底座的结构示意图；

图6是本实用新型所述转动支座的左支座的结构示意图；

图7是本实用新型所述转动支座的右支座的结构示意图。

在图中：

1,2-落锤导轨，3-定位夹具，4-锤体，5-撞击块，

6,7,8,9-桁架耳板，10-桁架销轴，11,12-桁架端板，

13,14,15,16-大圆管，17,18,19,20,21,22,23,24-小圆管，

25,26,27,28-大圆管端板，29,30,31,32,35,36-试件连接件耳板，

33,34-导轨，37,38,41,42-试件连接件端板，39,40-传感器，

43-试件，44,45-支座滑块，46,47,48-支座销轴，

49,50,51,52-支座侧板，53,54-支座滑轨，55,56-固定底座柱，

57,58-固定底座斜撑，59,60,61-固定底座梁，62,63-固定底座柱端板。

具体实施方式

一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置由落锤试验机、传力方向转换桁架、固定底座、转动支座和试件连接件组成，参见图1。落锤试验机如图1所示，其由导轨1、2、定位夹具3、锤体4组成。定位夹具3固定在导轨上，锤体4吊在定位夹具3上。传力方向转换桁架如图2、4所示，其由撞击块5、四块桁架耳板6、7、8、9、桁架销轴10、桁架端板11、12、四根大圆管13、14、15、16、八根小圆管17、18、19、20、21、22、23、24、四块大圆管端板25、26、27、28组合而成。小圆管19、21、23两端通过焊接分别与大圆管13、15相连，小圆管20、22、24两端通过焊接分别与大圆管14、16相连，大圆管13、14、15、16分别与端板10、11、25、26、27、28焊接，耳板6、7、8、9通过焊接分别与端板11、12相连，小圆管17、18通过焊接分别与端板25、26和大圆管13、14相连。固定底座由柱55、56、斜撑57、58、横梁59、60、纵梁61、柱端板62、63组成。柱55、56通过焊接分别与横梁59、60、纵梁61相连，斜撑57、58两端通过焊接分别与柱55、56、纵梁61相连。柱55、56上端分别焊接有端板62、63。转动支座由支座滑块44、45、支座销轴46、47、48、四块支座端板49、50、51、52、支座滑轨53、54组成，支座滑块44、45通过焊接分别与大圆管13、14相连，支座滑块44、45分别放置在支座滑轨53、54上，支座端板49、50、51、52分别通过焊接与支座滑轨53、54相连，支座滑轨53、54分别通过螺栓连接固定于固定底座柱端板62、63上。试件连接件如图3、5所示，其由六块耳板29、30、31、32、35、36、销轴33、34、销轴33、34、四块端板37、38、41、42、传感器39、40、试件43组成。耳板29、30、31、32、35、36通过焊接分别与端板27、28、37、38相连，传感器39、40两端通过螺栓分别与端板37、38、41、42相连，试件43两端通过焊接与端板41、42相连。

如图4所示销轴10穿过耳板6、7、8、9和撞击块10，这样可实现桁架在撞击时能竖向转动。销轴33、34分别穿过耳板29、30、31、32、35、36，这样可以实现试件连接件两端可转动。支座滑块44、45放置于滑轨53、54上，这样可以实现桁架两端可转动并允许有一定平移。

当本实用新型用于落锤拉伸冲击试验时，当落锤锤体4沿着导轨1,2下落并作用于撞击块5时，如图2所示销轴10将带动桁架瞬间向下运动，支座滑块44、45瞬间发生转动，其转动轨迹沿着滑轨面。桁架下端带动销轴33、34向两侧运动，通过试件连接件给试件43一个水平冲击拉伸荷载，同时拉伸冲击力由试件连接件上的传感器测得。由上述可知本实用新型可实现消除惯性力影响的落锤拉伸冲击试验。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，包括落锤试验机、传力方向转换桁架、固定底座、转动支座和试件连接件；

所述落锤试验机包括多根导轨(1、2)，固定在多根导轨(1、2)上的定位夹具(3)，挂在定位夹具(3)上的锤体(4)；

所述传力方向转换桁架包括位于上弦的多根大圆管(13、14)，位于下弦的多根大圆管(15、16)，作为腹杆的多根小圆管(17、18、19、20、21、22、23、24)，端板(11、12、25、26、27、28)，撞击块(5)，耳板(6、7、8、9、29、30、31、32)，销轴(10、33、34)；

所述固定底座包括多根柱(55、56)，每根柱分别与横梁(59、60)相接，与多根柱(55、56)及横梁(59、60)相接的纵梁(61)，每根柱(55、56)和纵梁(61)之间均设有斜撑(57、58)，所述每根柱(55、56)上部均设有一块柱端板(62、63)；

所述转动支座包括多块支座侧板(49、50、51、52)，支座滑块(44、45)，支座滑轨(53、54)，销轴(46、47、48)；

所述试件连接件包括端板(37、38、41、42)，耳板(35、36)，传感器(39、40)，试件(43)。

2.根据权利要求1所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述多根小圆管(19、21、23)与大圆管(13、15)相连，所述多根小圆管(20、22、24)与大圆管(14、16)相连，所述小圆管(17、18)分别通过端板(25、26)与大圆管(13、15)或大圆管(14、16)相连。

3.根据权利要求1所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述位于上弦的大圆管(13、14)端部分别设有端板(11、12)，每块端板(11、12)均连有两块耳板(6、7、8、9)，销轴(10)穿过耳 板(6、7、8、9)与撞击块(5)串连形成转动铰。

4.根据权利要求1所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述位于上弦的大圆管(13、14)端部分别与支座滑块(44、45)相连，每个支座滑块(44、45)两端均设有两块支座侧板(49、50、51、52)，每个支座滑块(44、45)下端均放置一个分别固定在柱端板(62、63)上的滑轨(53、54)，销轴(46)穿过支座端板(49、50)和滑块(44)串连形成转动铰，销轴(47、48)穿过支座端板(49、50)和滑块(44)串连形成转动铰。

5.根据权利要求1所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述位于下弦的大圆管(15、16)端部分别设有端板(27、28)，每块端板(27、28)均连有两块耳板(29、30、31、32)，销轴(33、34)分别穿过耳板(27、28、29、30、35、36)串连形成转动铰。

6.根据权利要求1所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述每个传感器(39、40)两端均连有两块端板(37、38、41、42)，试件(43)固定在端板(41、42)中间，每块端板(37、38)上均连有一块耳板(35、36)，耳板(35、36)分别通过销轴(33、34)固定在所述传力方向转换桁架上。

7.根据权利要求1～6之一所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述柱(55、56)为两根。

8.根据权利要求1～6之一所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述斜撑(57、58)为两根。

9.根据权利要求1～6之一所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述横梁(59、60)为两根。

10.根据权利要求1～6之一所述的可实现消除惯性力影响的落锤冲击拉伸试验桁架转换装置，其特征是，所述大圆管(13、14、15、16)为四根，小圆管(17、18、19、20、21、22、23、24)为八根。