一種落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置的制作方法

本發明屬于試驗設備技術領域，特別涉及一種落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置。

背景技術：

目前，進行結構抗沖擊性能試驗的設備主要包括高速沖擊時采用的霍普金森桿試驗裝置和中低速度沖擊時采用的落錘沖擊裝置。在實際工程中大量的實例都屬于中低速沖擊過程，對于此類問題的試驗，落錘沖擊裝置是一種簡單、可靠的加載裝置。

在現有落錘豎向沖擊轉換裝置中，落錘沿導軌豎直落下，豎向沖擊試驗臺座上固定的試件，從而研究試件在沖擊荷載下的動態力學性能。但由于試驗條件和裝置的限制，試驗裝置一般只能進行單獨的壓縮試驗或者拉伸試驗，無法同時結合壓縮和拉伸試驗機為一體，影響到裝置的適用性。同時，部分轉換裝置由于構造復雜，傳力機理不明確，特別是裝置自身剛度小，在動態沖擊荷載作用下，易導致出現局部或整體失穩破壞，影響到試驗數據的穩定性和準確性。鑒于此，發明人對落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置進行了深入研究和設計，遂由本案產生。

技術實現要素：

針對現有落錘豎向沖擊轉換裝置適用性問題及構造和傳力機制較為復雜，本發明旨在提供一種新型落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置，該試驗裝置可實現壓縮和拉伸試驗機為一體，在豎向沖擊荷載作用下進行壓縮或拉伸試驗，同時裝置構造簡單，傳力機制明確，裝置自身剛度較大，不易發生局部或整體失穩破壞，加工制造簡單，方便進行試驗裝置的設計制造，并能夠較真實的模擬實際結構中各類材料在沖擊荷載作用下的壓縮、拉伸和剪切的動態力學性能。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，所述落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置，其特征是，包括落錘試驗加載機、拉壓一體式加載機構和底座；

所述落錘試驗加載機包括定位夾具，鉤掛在定位夾具上的落錘錘體，兩根豎向錘體導軌；

所述拉壓一體式加載機構的壓縮加載部分由撞擊平臺，四根連接導桿和固定平臺組成，撞擊平臺上中心撞擊點處放置緩沖墊，緩沖墊材料可為橡膠或海綿材料；

所述拉壓一體式加載機構的拉伸加載部分由撞擊平臺，四根連接導桿、滑動平臺、滑動導桿和固定平臺組成，滑動平臺四邊有凹槽形狀設計，美觀且節省鋼材；撞擊平臺的下表面、固定平臺的上表面和滑動平臺上表面中心處安裝法蘭圓盤用于連接試件或安裝和拆卸法蘭式力傳感器。

以下對本發明做出進一步說明。

所述撞擊平臺和滑動平臺之間連接是利用四根連接導桿通過連接圓盤用螺栓連接成一體或者通過焊接成為一體。

進一步地，所述滑動導桿通過焊接固定于固定平臺和底座之間。

進一步地，所述固定平臺和底座之間是通過四根豎向支撐柱連接，豎向支撐柱能把豎向荷載傳遞到底座，且傳力均勻、可靠。

進一步地，所述撞擊平臺下側和固定平臺上側分別利用螺栓固定法蘭式力傳感器，在進行壓縮試驗時，用于測試受壓試件的端部壓力荷載，受壓試件可為混凝土圓柱體或立方體試塊。

進一步地，所述固定平臺上側利用螺栓固定法蘭式力傳感器，在進行拉伸或剪切試驗時，用于測試受拉或剪切試件的端部拉伸荷載，受拉或剪切試件可為鋼材材性試件、普通螺栓和單邊螺栓。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明可實現落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗，該試驗裝置可實現壓縮和拉伸試驗機為一體，在豎向沖擊荷載作用下進行壓縮或拉伸試驗，同時裝置構造簡單，傳力機制明確，裝置自身剛度較大，不易發生局部或整體失穩破壞，加工制造簡單，方便進行試驗裝置的設計制造，并能夠較真實的模擬實際結構中各類材料在沖擊荷載作用下的壓縮、拉伸和剪切的動態力學性能。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述。

附圖說明

圖1是本發明試驗裝置的結構整體三維示意圖；

圖2是本發明試驗裝置的結構整體正視示意圖；

圖3是本發明所述壓縮試驗實施例的整體結構示意圖；

圖4是本發明所述拉伸試驗實施例的整體結構示意圖；

圖5是本發明所述可運動部分的結構示意圖；

圖6是本發明所述固定部分的結構示意圖；

圖7是本發明所述壓縮試驗實施例的局部結構示意圖；

圖8是本發明所述拉伸試驗實施例1的局部結構示意圖；

圖9是本發明所述拉伸試驗實施例2的局部結構示意圖；

圖10是本發明所述拉伸試驗實施例3的局部結構示意圖；

圖11是本發明所述剪切試驗實施例1的局部結構示意圖；

圖12是本發明所述剪切試驗實施例2的局部結構示意圖。

在圖中：

1-定位夾具，2-落錘錘體，3,4-錘體導軌，5-緩沖墊，6-撞擊平臺，7,8,9,10-連接圓盤，11,12,13,14-連接導桿，15-固定平臺，16,17,18,19-滑動導桿，20-滑動平臺，21,22,23,24-豎向支撐柱，25-底座，26,27,28-法蘭圓盤，29,30,31-法蘭式力傳感器，32-受壓試件；33-標準受拉或剪切試件；33a-標準受拉鋼材材性試件，33b-標準受拉普通螺栓試件，33c-標準受拉單邊螺栓試件，33d-標準受剪普通螺栓試件，33e-標準受剪單邊螺栓試件。

具體實施方式

一種落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗轉換裝置由落錘試驗加載機、拉壓一體式加載機構和底座組成，參見圖1和圖2。落錘試驗加載機如圖1所示，其由定位夾具1、落錘錘體2和錘體導軌3、4組成。定位夾具1固定在導軌3和4上，落錘錘體2鉤掛在定位夾具1上，通過釋放掛鉤，使得落錘錘體沿著導軌豎向施加沖擊荷載。拉壓一體式加載機構的壓縮加載部分如圖3、圖5和圖6所示，其由撞擊平臺6，四根連接導桿11、12、13、14和固定平臺15組成，撞擊平臺6上中心撞擊點處放置緩沖墊5。拉壓一體式加載機構的拉伸加載部分如圖4、圖5和圖6所示，其由撞擊平臺6，四根連接導桿11、12、13、14、滑動平臺20、滑動導桿16、17、18、19和固定平臺15組成。壓縮加載部分和拉伸加載部分共用撞擊平臺、連接導桿和固定平臺三部分，有效的結合壓縮和拉伸裝置的特性且可以相互轉換，靈活使用。撞擊平臺6和滑動平臺20之間連接是利用四根連接導桿11、12、13、14通過連接圓盤7、8、9、10用螺栓連接成一體或者通過焊接成為一體。滑動導桿16、17、18、19也通過焊接固定于固定平臺15和底座25之間，同時利用四根豎向支撐柱21、22、23、24連接，進一步將固定平臺15和底座25牢固連接起來，使得豎向傳力均勻、可靠。

當進行壓縮試驗時，如圖7所示，在進行撞擊平臺6下側和固定平臺15上側分別利用螺栓連接法蘭圓盤26、27以固定法蘭式力傳感器29、30，用于測試受壓試件28的端部壓力荷載，受壓試件32可為混凝土圓柱體或立方體試塊。落錘錘體沿著導軌沖擊撞擊平臺6后，撞擊平臺6和四根連接導桿11、12、13、14以及滑動平臺20向下運動，對受壓試件28施加壓力，直至受壓試件破壞為止。

當進行拉伸或剪切試驗時，如圖8～12所示，固定平臺15上側利用螺栓固定法蘭式力傳感器31，用于測試受拉或剪切試件33的端部拉伸荷載，滑動平臺20上側法蘭圓盤28與受拉或剪切試件33相連，圖8、圖9和圖10分別為標準受拉鋼材材性試件33a、標準受拉普通螺栓試件33b，標準受拉單邊螺栓試件33c；圖11和圖12分別為標準受剪普通螺栓試件33d，標準受剪單邊螺栓試件33e，能完成螺栓的單剪或雙剪試驗。落錘錘體沿著導軌沖擊撞擊平臺6后，撞擊平臺6和四根連接導桿11、12、13、14以及滑動平臺20向下運動，對受拉或受剪試件33施加拉力或剪力，直至受拉或受剪試件破壞為止。

上述實施例和圖示并非限定本發明專利的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明專利的專利范疇。