[發明專利]一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置

有效

• 申請號: 201910057679.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109765018B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 神文龍;南華;陳淼;李學龍;王猛;肖同強;王襄禹;柏建彪
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N3/12
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 王國旭

1.一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：包括：實驗架、實驗臺、加載系統、分壓裝置，所述實驗架由底座、側護梁、頂梁、前擋板以及后擋板組成，所述底座和頂梁被側護梁固定連接，所述底座上部和頂梁下部設有滑道，用于支撐和約束前擋板和后擋板，所述前擋板和后擋板下部分別設有兩個定向輪，保證其沿滑道移動；所述實驗臺由固定實驗臺、移動實驗臺以及可控壓力氣囊組成，所述固定實驗臺固定于底座上，用于支撐試驗對象，所述移動實驗臺可在底座上移動，并低于固定實驗臺，所述可控壓力氣囊放置于移動實驗臺上方，用于模擬變壓力支撐體；所述加載系統由液壓缸體、活柱、壓盤組成，所述液壓缸體固定于頂梁上，用于固定試驗對象和施加載荷，所述壓盤與活柱端部采用螺紋連接，根據試驗對象的尺寸可更換壓盤；所述分壓裝置由方形鋼板、剛性彈簧、彈簧支撐板組成，所述方形鋼板與其上方的壓盤固定在一起，保證每組剛性彈簧位移相等，所述剛性彈簧的剛度可根據實際應力場調節，所述彈簧支撐板位于剛性彈簧的兩端，上方與方形鋼板接觸，下方與緩沖墊接觸；試驗對象與固定實驗臺、移動實驗臺、可控壓力氣囊、壓盤、彈簧支撐板之間存在緩沖墊，防止加載時試驗對象表面的損耗。

2.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：所述實驗架是一個開閉空間，由前擋板和后擋板控制開閉，前擋板和后擋板可通過銷釘固定在側護梁上。

3.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：所述固定實驗臺通過螺栓與底座固定在一起，所述移動實驗臺可在底座上方中央滑道內平移。

4.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：所述壓盤與方形鋼板采用螺栓固結在一起。

5.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：沿試驗對象延伸方向上所述剛性彈簧的彈簧系數不同，用于模擬非均布應力場，其與彈簧支撐板之間采用螺釘和鋼片固定連接，并可拆卸。

6.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：所述可控壓力氣囊配有壓力控制閥，變形壓縮過程中氣壓可保持恒定，可控壓力氣囊的數量根據移動試驗臺的尺寸確定。

7.根據權利要求1所述的一種懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置，其特征在于：所述懸臂梁結構斷裂瞬間釋放動載的實驗裝置的使用方法具體包括如下步驟：

S1：實驗準備：根據試驗對象的尺寸，選擇并確定壓盤、方形鋼板、移動實驗臺；根據試驗對象的受力環境，選擇并確定剛性彈簧的數量和剛度系數以及可控壓力氣囊的數量和壓力閾值；

S2：平臺搭建：滑動后擋板封閉實驗架的后面，并用銷釘將后擋板固定在側護梁上，同時，滑動前擋板打開實驗架的前面；通過實驗架的前面依次安裝移動實驗臺、壓盤、方形鋼板；在固定實驗臺上平鋪緩沖墊，并通過鏟車將試驗對象安放到固定實驗臺上，保持鏟車支撐狀態的同時，在試驗對象上平鋪緩沖墊，通過液壓加載控制活柱的伸長，直到壓盤與試驗對象壓緊為止，保持液壓缸壓力恒定的同時撤下鏟車；將組裝好的剛性彈簧和彈簧支撐板安放到試驗對象上方，將可控壓力氣囊安放到移動實驗臺上方；隨后滑動前擋板封閉實驗架的前面，并用銷釘將前擋板固定在側護梁上；

S3：加載測試：通過液壓加載控制活柱的伸長，直至方形鋼板與彈簧支撐板緊密接觸為止，記錄此時活柱的伸長量；隨后，以一定的速度緩慢增加液壓缸內的油壓，直至試驗對象斷裂破壞為止，記錄此時的活柱伸長量并分析觀察試驗對象的斷裂破壞特征，加載過程中采用聲發射監測系統監測試驗對象斷裂瞬間的震動信號。