[發明專利]一種可調式撞擊試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201410010962.5
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN104776965A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 張大長;張宇峰;李布輝;曹丹
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇省交通科學研究院股份有限公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種撞擊試驗的方法，具體涉及一種可以提供可變速度及能量的撞擊試驗裝置。

背景技術

隨著航運事業快速發展和城市規模的日益擴大，船撞橋、車撞橋事故時有發生，撞擊問題已經成為各高校和科研機構研究的熱點領域，撞擊過程因其復雜多變，需要通過撞擊試驗來研究撞擊過程中撞擊力、能量的變化。但目前，因為大中型撞擊試驗機造價昂貴，操作復雜，使用和維護成本高，僅有少數單位能夠完成真型結構的撞擊試驗研究；而市面上較多的的擺錘式撞擊試驗機，普遍規格較小，能提供的最大撞擊速度和能量十分有限，難以完成較大構件撞擊試驗研究。

由于存在的上述問題，導致撞擊試驗受到很大的制約，使得一些單位無法開展撞擊試驗，阻礙了撞擊問題的研究發展。

發明內容

本發明的目的是克服現有條件的制約，提供一種結構安全可靠、便于制作安裝，易于操作的可變撞擊速度及能量的撞擊試驗裝置及方法。

本發明的技術方案是：一種可變撞擊速度及能量的撞擊試驗方法，包括上部中心滾軸、帶螺紋的多段剛性連桿、對接螺母、端部插板、固定螺栓、圓餅狀擺錘、傳感器、X形滑鉤、兩個手拉葫蘆，所述上部滾軸的中心軸穿過軸承和反力墻上的孔洞，將中心滾軸固定在反力墻上，根據試件撞擊點位置選擇合適數量的連桿可以粗略調整擺臂長度，并通過對接螺母進行連接，頂部連桿的上端螺紋長度較長，利用位于翼緣上下兩側的緊固螺母固定和微調擺臂長度，底部連桿下端插板開孔，固定螺栓將擺錘連接在四組連桿上，與上部滾軸組成一套擺錘系統。

作為優選，所述的剛性連桿單根長度1.5m左右，頂部連桿上螺紋長度為單根桿長的一半，頂部連桿下螺紋、中間連桿兩頭螺紋、底部連桿上螺紋以及對接螺母長度不小于10cm，連桿、螺紋尺寸統一，螺母內螺紋與連桿端螺紋匹配。

作為優選，所述的底部連桿下端與插板焊接，連桿與插板一頭貼住一定長度，沿桿長度方向施加角焊縫。插板的另一頭開孔，固定螺栓穿過插板孔和擺錘安裝孔，同時螺桿兩頭帶有螺紋，通過緊固螺母將擺錘和插板固定住。

作為優選，所述的擺錘上開四個孔，其中兩個安裝孔位于上部兩側位置，用于和底部連桿上的端板連接，一個孔位于擺錘上部中間用于吊裝，另一個孔位于斜下45°處用于加載。

擺錘撞擊點處設有夾具，用于安放壓力傳感器，擺錘撞擊點處整平與夾具的內層蓋板焊接連接，外層蓋板上有一突出部分，突出部分高度大于蓋板上的螺帽突出高度，內外蓋板都開螺栓孔，螺栓由外蓋板穿過內蓋板，由內蓋板一側擰上螺母，夾住傳感器。

擺錘加載孔引出鋼絲繩套，鋼絲繩另一頭套在滑鉤3號分肢上，1號手拉葫蘆與滑鉤1號分肢孔連接，2號手拉葫蘆與滑鉤2號分肢孔連接，拉動1號手拉葫蘆調節擺錘至某高度，通過2號手拉葫蘆可以使X形滑鉤繞3號分肢上的掛點轉動，可以保證轉動過程中擺錘不會移動，滑鉤轉到一定角度，鋼絲繩套會從滑鉤3號分肢上滑落，平穩地釋放擺錘撞擊試驗構件，位于撞擊點處的壓力傳感器，通過數據線將采集到的數據傳輸到數據采集器中。

作為優選，所述的X形滑鉤有四個分肢，1、3號分肢夾角70°～80°之間，1、2號分肢端部開孔，方便1號分肢與手拉葫蘆1相連，2號分肢與手拉葫蘆2相連。

擺錘的重力勢能轉換為動能撞擊試件，由計算出撞擊速度所需的初始高度；調節不同的初始高度釋放擺錘和更換不同尺寸的擺錘，可以輕易地實現不同速度和能量的撞擊試驗。

有益效果：

1、針對大中型撞擊試驗造價昂貴，操作復雜，使用和維護成本高，提出一種方便高效的可變撞擊速度及能量的撞擊試驗裝置及方法。

2、結構簡單，構造清晰明了，同時便于制作和安裝，造價成本低，低能耗，能夠輕易提供不同的撞擊速度和能量。

3、利用擺錘的原理，提供的撞擊能量精度可靠，試驗結果有保障，同時擺錘在撞擊過程中可以平穩的進行和結束，安全性好。

4、適用范圍廣，便于普及推廣，使更多的科研單位可以較為容易地開展撞擊試驗研究。

附圖說明

圖1為本發明的總體示意圖；

圖2為中心滾軸細部示意圖；

圖3為擺錘細部示意圖；

圖4為滑鉤工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明：