[發明專利]三維可控多點約束狀態的顆粒接觸力測量裝置

在審

• 申請號: 202210808282.2
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115165569A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王斌;王頔;景喚
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/06
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 何秋石

本發明公開一種三維可控多點約束狀態的顆粒接觸力測量裝置，包括約束底座、至少兩個約束件以及至少兩個測量傳感器，約束底座上形成有槽口朝上的容置槽，容置槽用以供顆粒容置，容置槽的內壁開設有多個安裝孔，多個安裝孔沿容置槽的內壁面的法線方向延伸，至少兩個約束件對應分設于多個安裝孔的其中任意至少兩個，每一約束件具有用以與顆粒的表面接觸的約束部，至少兩個測量傳感器用以檢測約束部與顆粒的表面之間的接觸力。本發明提供的顆粒接觸力測量裝置，能夠實現對不同顆粒的多點約束狀態模擬，三維空間內多點約束靈活可控；可以適應球形、棒狀或扁圓形等任意形狀顆粒；并且，接觸力的測量不依賴其他顆粒進行測算，接觸力測量準確。

技術領域

本發明涉及顆粒材料力學技術領域，特別涉及一種三維可控多點約束狀態的顆粒接觸力測量裝置。

背景技術

對堆石顆粒材料的高應力力學響應多基于單軸壓縮試驗，其僅考慮了上下兩個加載點，而顆粒處于堆積體中時，顆粒受到其他顆粒的約束可以有幾個甚至幾十個，且約束的角度在三維空間中也是隨機的，顯然，通過單軸壓縮試驗所測得的顆粒力學響應與顆粒處于堆積體中的實際情況差別較大，測試不準確。因此，需要提供一種能夠模擬多點約束狀態且三維空間內可控調整的顆粒接觸力測量裝置。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種三維可控多點約束狀態的顆粒接觸力測量裝置，旨在提供一種能夠模擬多點約束狀態且三維空間內可控調整的顆粒接觸力測量裝置。

為實現上述目的，本發明提出的一種三維可控多點約束狀態的顆粒接觸力測量裝置，包括：

約束底座，所述約束底座上形成有槽口朝上的容置槽，所述容置槽用以供顆粒容置，所述容置槽的內壁開設有多個安裝孔，多個所述安裝孔沿所述容置槽的內壁面的法線方向延伸；

至少兩個約束件，對應分設于多個所述安裝孔的其中任意至少兩個，每一所述約束件具有用以與所述顆粒的表面接觸的約束部；以及，

至少兩個測量傳感器，設于所述約束底座，且與至少兩個所述約束件一一對應，所述測量傳感器用以檢測所述約束部與所述顆粒的表面之間的接觸力。

可選地，所述約束底座包括：

安裝臺，所述安裝臺上形成有開口朝上的安裝槽；以及，

至少兩個約束支架，每一所述約束支架的一端固定于所述安裝槽的槽底，另一端伸出所述安裝槽并固定在所述安裝臺的上側面，所述至少兩個約束支架的上側面共同限定出所述容置槽，每一所述約束支架的上側面設有至少一個所述安裝孔。

可選地，所述安裝臺的上側面設有多個固定位置，多個所述固定位置沿所述開口的周向間隔分布；

至少兩個所述約束支架的另一端分別通過緊固件固定于多個所述固定位置的其中任意至少兩個。

可選地，所述安裝臺的上側面設有環繞所述開口設置的環形滑槽，所述環形滑槽上沿周向的不同位置構成多個所述固定位置。

可選地，每一所述約束支架的上側面設有至少兩個所述安裝孔，至少兩個所述安裝孔沿所述約束支架的長度方向間隔布置。

可選地，所述安裝臺、所述約束支架以及所述約束件的材質均為高強度鋼。

可選地，所述約束部呈球面設置。

可選地，所述測量傳感器包括微型壓力傳感器。

可選地，還包括加載裝置，所述加載裝置用于自上向下對所述顆粒施加載荷。

可選地，所述加載裝置包括液壓施力裝置，所述液壓施力裝置具有輸出端，所述輸出端設有加載板，所述液壓施力裝置通過所述加載板對所述顆粒施加載荷。