[發明專利]一種錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202111479344.1
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114112741A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 寧建國;孫國慶;王俊;史新帥;閆汝瑜;杜明浩;張智
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307;G01N3/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.一種錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，包括發射裝置、發射頭、導桿、底座、殼體、高壓氣瓶、壓力傳感器、數據采集裝置和數據處理裝置，其中，

殼體為中空圓柱體，殼體一端設置有底座，底座內設置有壓力傳感器，底座上設置有導桿，導桿上設置有發射頭，發射頭上方設置有發射裝置，發射裝置外接有高壓氣瓶，發射裝置和壓力傳感器均連接至數據采集裝置，數據采集裝置連接有數據處理裝置。

2.如權利要求1所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，發射裝置包括環筒、第一發射器和第二發射器，環筒內對稱設置有第一發射器和第二發射器，第一發射器和第二發射器結構相同，環筒上設置有進氣口。

3.如權利要求2所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，第一發射器內設置有隔層，隔層將第一發射器分為上下兩部分容腔，第一發射器內設置有調壓活塞，調壓活塞的活塞桿貫穿隔層，調壓活塞的圓盤置于隔層上方容腔內，圓盤上方容腔為第一氣腔，第一氣腔側壁上設置有第一進氣口，第一氣腔頂部設置有第一出氣口，圓盤下方容腔為第二氣腔，第二氣腔側壁上設置有第二進氣口和第二出氣口，第二氣腔內徑小于第一氣腔，隔層下方容腔為第三氣腔，第三氣腔側壁上設置有第三進氣口，第三氣腔底部設置有發射腔，發射腔內徑與調壓活塞的活塞桿直徑相同。

4.如權利要求3所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，發射裝置與高壓氣瓶之間設置有壓閥組，壓閥組包括壓力表和閥門。

5.如權利要求4所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，殼體上設置有激光測速儀，激光測速儀連接有數據采集裝置，通過激光測速儀獲取發射頭釋放初速度。

6.如權利要求1所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，發射頭為圓筒狀，發射頭直徑與殼體內徑相同。

7.如權利要求5所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，導桿頂部設置有聯接頭，導桿通過聯接頭連接錨桿。

8.如權利要求7所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置，其特征在于，聯接頭為圓筒狀，聯接頭內設置有螺紋，導桿上設置有螺紋，聯接頭通過內螺紋連接導桿和錨桿，導桿底部通過螺紋連接有底座。

9.一種如權利要求7所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置的測試方法，其特征在于，操作步驟如下：

(1)將要進行測試的錨桿的螺母卸除，并露出錨桿懸端，利用聯接頭將錨桿懸端與導桿的上端連接，將發射裝置安裝于聯接頭上方的錨桿上，發射頭套裝于導桿上，發射頭與發射裝置通過錨固劑相連，然后安裝殼體和底座，發射裝置外接高壓氣瓶；

(2)打開高壓氣瓶，輸入氣壓值，高壓氣瓶內的氣體進入發射裝置，發射裝置啟動，發射腔瞬間放出氣體，推動下方的發射頭運行，發射頭獲得初速度，撞擊底座；

(3)若輸入氣壓值所給初速度過大，則受到發射頭撞擊的底座帶動錨桿向下運動，調小輸入氣壓值，重復步驟(2)，直到得出錨桿抗沖臨界氣壓值；相反，若輸入氣壓值過小，則錨桿位置不變，增大輸入氣壓值，重復步驟(2)，直至錨桿被拉動，得到錨桿的抗沖臨界氣壓值。

10.如權利要求9所述的錨固體抗動載沖擊性能原位測量裝置的測試方法，其特征在于，步驟(2)中，發射裝置的啟動過程如下：

a、第一進氣口打開，高壓氣體進入第一氣腔，推動調壓活塞運動至最下端，然后關閉第一進氣口；

b、第二進氣口打開，高壓氣體進入第二氣腔，第一氣腔與第二氣腔氣壓相同，第二氣腔內徑小于第一氣腔，故氣流推動調壓活塞上移，氣體不在進入第二氣腔時，關閉第二進氣口；

c、第三進氣口打開，高壓氣體進入第三氣腔，氣體不在進入第三氣腔時，關閉第三進氣口；

d、打開第一出氣口，第一氣腔內氣壓突降，調壓活塞迅速運動至第一氣腔頂端，調壓活塞的活塞桿移出發射腔，高壓氣體瞬間釋放，推動發射頭下行，撞擊底座；

e、打開第二出氣口，釋放第二氣腔內的氣體，發射結束。