[實用新型]一種著陸器與土體相互作用沖擊模型試驗裝置

有效

• 申請號: 201120252701.6
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN202149827U
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 蔣祝金;凌道盛;吳曉君;鐘世英;孔令剛;陳云敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本實用新型涉及一種因沖擊物體垂直沖擊土體而對其沖擊過程進行力學參數測試，并用于反映土與沖擊物相互作用動力特性的模型試驗裝置。

背景技術

目前，隨著人類對地球以外空間探測技術研究的逐步深入，對著陸器設計要求越來越高，一臺具有安全性、多功能的著陸器必不可少。由于著陸器著陸沖擊土體過程中受到土體巨大的沖擊作用，為保證內部精密儀器不受損壞，合理選擇著陸區域，使著陸器實現軟著陸，對著陸器沖擊土體的力學性質的測量是模型試驗研究的重點。國內外研究土與結構相互作用課題較多，特別是剪切作用，然而研究垂直沖擊作用并用于測量著陸器與土體相互作用的沖擊試驗裝置極少。強夯是僅存在的與沖擊著陸相類似的工業過程，但前者更著重于研究如何進行建筑地基的加固，而很少考慮著陸器因多種不同工況下受土體的沖擊作用所帶來的實時力學影響，例如動量（包括沖擊速度和質量）、沖擊能量、土體表層的密實度及刺入深度等因素。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種著陸器與土體相互作用沖擊模型試驗裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種著陸器與土體相互作用沖擊模型試驗裝置，它包括：橫梁、棉線、邊柱、上橫梁支撐、沖擊筒、下橫梁支撐、下滑導軌、計算機、信號處理器、土槽、移動滑軌和位移計；其中，所述橫梁和移動滑軌分別固定在邊柱的頂部和底部，橫梁下方中心固接位移計，上橫梁支撐和下橫梁支撐鉚接于邊柱；下滑導軌通過上橫梁支撐和下橫梁支撐固定；沖擊筒安裝至下滑導軌上，并通過棉線張拉穩定；土槽置于沖擊筒正下方；信號處理器與計算機相連。

進一步地，所述土槽的側壁由有機玻璃制成。

進一步地，所述沖擊筒包括：下滑滑塊、配重砝碼、軸力計、第一加速度計、第二加速度計和沖擊足墊；其中，下滑滑塊固定于沖擊筒圓筒壁外，配重砝碼置于沖擊筒圓筒壁內并固定于沖擊筒底部。軸力計貼于沖擊筒軸柱上，第一加速度計和第二加速度計黏貼于足墊上，軸力計、第一加速度計和第二加速度計均與信號處理器相連。

本實用新型的有益效果是，本實用新型簡單地通過控制高度和砝碼質量達到預定沖擊速率和沖擊質量垂直沖擊土體，方便實時測得沖擊所需試驗參數；不僅滿足模型試驗條件要求，而且能實時測得在沖擊瞬態過程中沖擊物體包括軸力，加速度及刺入土體深度等重要力學參數，反映沖擊過程相互作用動力特性。本試驗裝置已用于采集垂直沖擊動態過程的動力參數試驗，并承擔著科研研究項目，為科研航天單位提供了寶貴的試驗數據。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的試驗裝置縱剖面圖。

圖2是圖1中沖擊筒的縱剖面放大構造圖。

圖3是試驗過程控制流程圖。

圖中，橫梁1、棉線2、邊柱3、上橫梁支撐4、沖擊筒5、下橫梁支撐6、下滑導軌7、計算機8、信號處理器9、土槽10、試驗土11、移動滑軌12、位移計13；下滑滑塊14、加重砝碼15、軸力計16、第一加速度計17、第二加速度計18。

具體實施方式

下面根據附圖詳細說明本實用新型，本實用新型的目的和效果將變得更加明顯。

如圖1所示，本實用新型著陸器與土體相互作用沖擊模型試驗裝置包括：橫梁1、棉線2、邊柱3、上橫梁支撐4、沖擊筒5、下橫梁支撐6、下滑導軌7、計算機8、信號處理器9、土槽10、移動滑軌12、位移計13。

其中，橫梁1和移動滑軌12分別固定在邊柱3的頂部和底部，整體試驗裝置框架通過橫梁1和邊柱3固定，通過移動滑軌12可整體軸向移動，一次填土可通過移動裝置測量多組試驗。橫梁1下方中心固接位移計13，上下橫梁支撐4、6鉚接于邊柱3。下滑導軌7通過上下橫梁支撐4、6固定，通過調節上下橫梁支撐4、6的長度保證下滑導軌7的間距一致。沖擊筒5安裝至下滑導軌7上，并通過棉線2張拉穩定。填實試驗土11的土槽10放于沖擊筒5正下方，側壁由有機玻璃制成，既保證土槽強度，還具有較強的可視性。通過在土槽側壁畫有的標記線，得以控制土體的相對密實度和填土進程。

如圖2所示，沖擊筒5縱剖面放大構造圖，包括：下滑滑塊14、配重砝碼15、軸力計16、第一加速度計17、第二加速度計18、沖擊足墊19。