[實用新型]用于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120184096.3
• 申請日: 2011-06-02
• 公開（公告）號: CN202166575U
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 田英良;郭現(xiàn)龍;陳華;孫詩兵
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

用于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量測量裝置，其屬于玻璃材料力學性能測量技術領域。?

背景技術

玻璃材料屬于脆性材料，其沖擊強度是玻璃材料使用過程中的薄弱環(huán)節(jié)，其是評價玻璃材料或玻璃制品使用安全性的重要指標，因此準確測量玻璃材料的臨界沖擊破損能量具有重要意義，?

目前，對于玻璃制品有三種典型的沖擊強度測量方法，主要包括：安全玻璃使用的散彈沖擊實驗方法；平板玻璃使用的落球沖擊實驗方法；瓶罐使用的擺錘沖擊實驗方法。?

安全玻璃的散彈沖擊實驗方法是用于評價平板形或弧形平板鋼化玻璃或夾層安全玻璃的主要方法，是通過側向擺動沖擊作用，使用5-10公斤升至更高質(zhì)量的散彈模擬外來沖擊物的作用能量，將散彈系于繩索一端，將其提升到較高位置，然后進行釋放，通過散彈側向擺動動能作用于傾斜放置的安全玻璃上，用于評價玻璃的安全可靠性，其測量結果表現(xiàn)為破損與不破損兩種形式，其測量過程僅能通過調(diào)整散彈高度或散彈的質(zhì)量方式，來不斷改變沖擊能量；落球沖擊實驗方法，通過鋼球自由落體方式垂直作用于平板玻璃表面上，主要用于平板玻璃或鋼化玻璃抗沖擊性能評價，作用質(zhì)量包括110g、227g、500g等幾種規(guī)格的鋼球，其測量結果也僅為破損與不破損兩種表征形式；玻璃瓶罐使用的擺錘沖擊實驗方法，該方法主要用于玻璃瓶罐的抗沖擊性能的測量，玻璃瓶罐垂直固定于實驗機上，將擺錘提升到相應高度，使其具有初始勢能，然后釋放，通過擺錘側向沖擊玻璃瓶罐的瓶肩或瓶身，其測量結果也僅表現(xiàn)為破損與不破損兩種形式。因此，上述三種測量方法的測量結果僅為“破損”和“不破損”兩種表征形式，所以三種實驗方法都屬于定性測量方法。?

上述三種方法不能用于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量的精確測量的主要原因在于，玻璃管或玻璃棒屬于圓形產(chǎn)品，只有沖擊物精確沖擊作用于玻璃管或玻璃棒圓弧面頂點處，才能獲得最為精確的臨界沖擊破損能量測量，否則由于作用點的不精確會導致沖擊物在玻璃管或玻璃棒產(chǎn)生側向滑移，這樣會使測量結果大為增加，影響了對玻璃管或玻璃棒的臨界值的精確測量。?散彈沖擊實驗儀的散彈袋形狀類似于梨狀。體積大約有0.5-1.5L左右，內(nèi)部承裝不同規(guī)格的鋼球等物質(zhì)，其外部形狀的具有復雜性和不確定性，很難確保其與玻璃管或玻璃棒的正交和剛性接觸，甚至還會出現(xiàn)由于實驗機穩(wěn)定性不好，導致散彈袋不能精確命中在玻璃管或玻璃棒要求的位置，特別是對小規(guī)格的玻璃管或玻璃棒而言，存在的偏差更加明顯；落球沖擊實驗方法，由于落球是自由落體運動，只有將整個機器水平調(diào)節(jié)良好，同時必須確保玻璃管或玻璃棒處于水平放置，玻璃管或玻璃棒軸線與鋼球中心在一個平面內(nèi)，才能確保是鋼球正面沖擊作用于玻璃管或玻璃棒頂部，而實際情況是很難保障的，主要由于現(xiàn)有工業(yè)水平還不能生產(chǎn)直線度很高玻璃管或玻璃棒，因此，大多數(shù)情況會出現(xiàn)鋼球自由落體后撞擊在玻璃管或玻璃棒的側邊，致使所產(chǎn)生的沖擊破損能量大幅增加，不能客觀反映玻璃管或玻璃棒的臨界沖擊破損能量；玻璃瓶罐擺錘沖擊實驗機，雖然基本可以實現(xiàn)正面撞擊，其擺錘設計基本與榔頭相近，榔頭端部為鈍性圓錐形，確保接觸點精確，但是該機器很難垂直夾持不同規(guī)格的玻璃管或玻璃棒，對于測量玻璃管或玻璃棒直徑小于30mm的制品，也依然存在不能包裝保證撞擊點的準確。?

通過上述分析，發(fā)現(xiàn)上述三種典型沖擊實驗機除了不能保障沖擊作用物與玻璃管或玻璃棒樣品的精確正面接觸，還有不能測量玻璃管或玻璃棒的臨界沖擊破損能量。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的鉗口形擺錘沖擊實驗機，用于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量的測量。其技術原理是利用鉗口形擺錘所具有的初始沖擊勢能對玻璃管或玻璃棒等制品進行正交撞擊，初始沖擊勢能要求大于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量，玻璃管或玻璃棒等制品的沖擊破損能量等于其破碎時所吸收的能量，鉗口形擺錘剩余能量轉(zhuǎn)化成擺錘上升能量，其表達式為：?

E_沖＝E_初-E_剩

式中，E_沖-玻璃管或玻璃棒沖擊破損能量，J；?

E_初-擺錘初始位置時的勢能，J；?

E_剩-擺錘沖擊所剩余能量，J；?

用于玻璃管或玻璃棒臨界沖擊破損能量測量裝置，其特征在于：包括帶有水平調(diào)節(jié)螺釘?shù)牡鬃鬃戏绞乔昂笳{(diào)節(jié)機構，橫梁放在前后調(diào)節(jié)?機構上，兩個能在橫梁上左右移動的U形支架對稱安裝在橫梁上，用于承裝玻璃管或玻璃棒的上述兩個U形支架通過螺釘固定在橫梁上；?