[發明專利]一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置及實驗方法

有效

• 申請號: 202010766817.5
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111751227B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 路勝卓;吳限德;馬加路;陳衛東;馬敬鑫;高天森;吳世博;陳光
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02;G01N3/06;G01M7/08
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會

1.一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置，其特征在于：它包括上安裝夾板（1）、下安裝夾板（3）、垂直平面振動裝置（A）、水平平面運動裝置（B）、實驗基座（6）、信號發生裝置（7）和信號接收裝置（8）；

信號發生裝置（7）和信號接收裝置（8）相對設置并安裝在實驗基座（6）上，水平平面運動裝置（B）插接在實驗基座（6）上，且水平平面運動裝置（B）位于信號發生裝置（7）和信號接收裝置（8）之間，垂直平面振動裝置（A）插接在水平平面運動裝置（B）上，上安裝夾板（1）和下安裝夾板（3）扣合并將復合夾層板（2）夾持，再將下安裝夾板（3）插接在垂直平面振動裝置（A）上，沖擊信號激發裝置（9）安裝在信號發生裝置（7）和信號接收裝置（8）之間的中部正上方；

垂直平面振動裝置（A）包括上連接蓋板（A-1）、下連接蓋板（A-2）、限位器（A-4）和多個振動彈簧（A-3），下連接蓋板（A-2）內開設凹槽，多個振動彈簧（A-3）安裝在下連接蓋板（A-2）內，上連接蓋板（A-1）蓋裝在多個振動彈簧（A-3）上，上連接蓋板（A-1）和下連接蓋板（A-2）之間通過限位器（A-4）連接，且上連接蓋板（A-1）位于限位器（A-4）內并在振動彈簧（A-3）的作用下能夠上下浮動；

垂直平面振動裝置（A）還包括振動安裝槽（A-5）、振動插裝槽（A-6）和多個振動防滑帶（A-7），振動安裝槽（A-5）安裝在上連接蓋板（A-1）的上端面上，振動插裝槽（A-6）安裝在下連接蓋板（A-2）的下端面上，多個振動防滑帶（A-7）安裝在上連接蓋板（A-1）的上端面上，且多個振動防滑帶（A-7）位于振動安裝槽（A-5）的中間；

水平平面運動裝置（B）包括上連接平板（B-1）、下連接平板（B-2）、多個滾珠（B-3）和多個高強彈簧（B-4），多個滾珠（B-3）滾動安裝在上連接平板（B-1）和下連接平板（B-2）之間，上連接平板（B-1）和下連接平板（B-2）之間通過多個高強彈簧（B-4）連接；

水平平面運動裝置（B）還包括水平安裝槽（B-5）、水平插接槽（B-6）和水平防滑帶（B-7），水平安裝槽（B-5）安裝在上連接平板（B-1）的上端面上，水平插接槽（B-6）安裝在下連接平板（B-2）的下端面上，水平防滑帶（B-7）安裝在上連接平板（B-1）的上端面上，且水平防滑帶（B-7）位于水平安裝槽（B-5）的中間。

2.根據權利要求1所述的一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置，其特征在于：下安裝夾板（3）包括下夾板（3-1）和夾板滑槽（3-2），夾板滑槽（3-2）固定安裝在下夾板（3-1）的下端面上。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置，其特征在于：實驗基座（6）包括混凝土承臺（6-1）、實驗基板（6-2）、基座安裝槽（6-3）和多個基座防滑帶（6-4），實驗基板（6-2）安裝在混凝土承臺（6-1）上，基座安裝槽（6-3）安裝在實驗基板（6-2）上，多個基座防滑帶（6-4）安裝在實驗基板（6-2）上，且多個基座防滑帶（6-4）位于基座安裝槽（6-3）的中間。

4.根據權利要求3所述的一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置，其特征在于：信號發生裝置（7）包括塔式信號發出支架（7-1）、多個光電信號傳感器（7-2）和多個第一傳感器支座（7-3），塔式信號發出支架（7-1）豎直安裝在實驗基座（6）的混凝土承臺（6-1）上，多個光電信號傳感器（7-2）通過多個第一傳感器支座（7-3）等間距安裝在塔式信號發出支架（7-1）的上部。

5.根據權利要求4所述的一種基于空間運動夾層板結構的沖擊測試裝置，其特征在于：信號接收裝置（8）包括塔式信號接收支架（8-1）、多個信號接收傳感器（8-2）和多個第二傳感器支座（8-3），塔式信號接收支架（8-1）豎直安裝在實驗基座（6）的混凝土承臺（6-1）上，多個信號接收傳感器（8-2）通過多個第二傳感器支座（8-3）等間距安裝在塔式信號接收支架（8-1）的上部，且每個信號接收傳感器（8-2）在水平位置上與相對應的光電信號傳感器（7-2）在同一水平面上。

6.一種使用權利要求1-5中任意一項權利要求所述的基于空間運動夾層板結構沖擊測試裝置的實驗方法，其特征在于：它包括以下步驟：

步驟一：將復合夾層板（2）夾持在上安裝夾板（1）和下安裝夾板（3）之間，然后插接在垂直平面振動裝置（A）上；

步驟二：將高速動態攝影機架設在能夠方便同時觀測沖擊錘頭的落體運動和光電信號傳感器（7-2）的變化過程的位置；

步驟三：完成沖擊信號激發裝置（9）與沖擊錘頭（9-1）的連接和調試；

步驟四：連接垂直平面振動裝置（A）和水平平面運動裝置（B），按照設定力或位移的方式加載；

步驟五：通過信號發生裝置（7）和信號接收裝置（8）捕捉沖擊錘頭（9-1）在下落時刻不同位置所對應的高度和時間信號；

步驟六：通過結合高速動態攝影機的試驗影像和步驟五中的信號發生裝置（7）或信號接收裝置（8）中各傳感器間隔、時間信號，測定沖擊錘頭（9-1）的沖擊速度；

步驟七：根據沖擊錘頭（9-1）上的力傳感器，輸出沖擊力的時程曲線；

步驟八：通過使用落錘實驗機上的磁柵尺或光電位移計位移傳感器測定復合夾層板結構最大變形位移；

步驟九：根據實驗需要，在復合夾層板（2）上安裝應變片機，來測定復合夾層板結構動態應變；或將重力加速度傳感器貼在上安裝夾板（1）和下安裝夾板（3）上，來測定振動加速度動態參量。