一種可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置的制造方法
【專利說明】一種可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置
技術領域
[0001]本發明屬于試驗設備技術領域，特別涉及一種可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置。
【背景技術】
[0002]目前，進行結構抗沖擊性能拉伸試驗的設備根據材料加載應變率的范圍主要可分為兩種，分別對應于高應變率時采用的霍普金森桿試驗裝置和中等速度沖擊時采用的落錘沖擊裝置，以及低速沖擊時采用快速加載作動器。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。
[0003]在現有落錘豎向沖擊拉伸轉換裝置中，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。但由于落錘沖擊慣性力的存在，置于落錘內的力傳感器將同時測得慣性力，從而影響合理評估結構構件抗沖擊能力。而且豎向沖擊拉伸轉換裝置結構復雜，試驗試件尺寸受限，無法進行大尺寸試驗。在現有落錘沖擊拉伸試驗桁架轉換裝置中，落錘沿導軌豎直落下，豎向沖擊撞擊塊，通過桁架轉換裝置將落錘的豎向沖擊荷載轉換為水平拉伸荷載，從而消除慣性力影響，但由于桁架節點構造復雜，特別是桁架自身側向剛度小，易導致桁架出現節點破壞或整體失穩破壞，影響到試驗數據的穩定性和準確性。同時，現有裝置沒有限位裝置，無法實現精確加載，影響到裝置的適用性。
【發明內容】
[0004]針對現有落錘豎向沖擊拉伸轉換裝置測量荷載時不易合理定量慣性力及試件尺寸受限和現有落錘沖擊拉伸試驗桁架轉換裝置節點構造復雜及側向剛度小的問題，本發明旨在提供一種新型可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置，該試驗裝置可實現消除慣性力對試驗結果的影響，在豎向沖擊荷載作用下進行水平拉伸試驗，同時裝置構造簡單不易發生側向失穩現象，加工制造簡單易控，并且通過限位框架能精確控制試驗試件拉伸變形，保證試驗安全，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動態力學性能。
[0005]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是，所述可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置，包括落錘試驗機、梁式傳力方向轉換機構、限位框架和試件連接件；
[0006]所述落錘試驗機包括多根導軌，固定在多根導軌上的定位夾具，鉤掛在定位夾具上的錘體；
[0007]所述梁式傳力方向轉換機構由兩根“L”形梁和兩側的固定立柱與固定斜撐組成，“L”形梁包括兩根水平傳力梁，兩根豎向傳力梁，節點端板，節點耳板，節點銷軸，滾輪軸承，豎向傳力梁下部設置定位螺桿，水平傳力梁中間設置楔形鋼塊，楔塊軸，“L”形梁通過平板鉸固定于固定立柱，固定斜撐上；
[0008]所述限位框架位于楔形鋼塊下方，包括箱型梁，框架柱，框架斜撐；
[0009]所述試件連接件包括端板，耳板，傳感器，試件，銷軸。
[0010]以下對本發明做出進一步說明。
[0011]所述所述每根水平傳力梁分別跟一根豎向傳力梁一體成型或者通過焊接成為一體。
[0012]進一步地，所述水平傳力梁內側端部均設有兩塊節點耳板，每個滾輪軸承分別通過銷軸和節點耳板連接固定在水平傳力梁上，楔形鋼塊豎直放置在兩個滾輪軸承中間形成活動鉸。
[0013]進一步地，所述水平傳力梁外側端部均設有一塊節點端板，每塊節點端板均連有兩塊節點耳板，節點銷軸分別穿過節點耳板與節點耳板相連形成平板鉸。
[0014]進一步地，所述箱型梁與框架柱和框架斜撐通過焊接成為一體，箱型梁內嵌有三個直線軸承，楔塊軸豎直插入直線軸承中。
[0015]上述水平傳力梁優選為兩根，豎向傳力梁優選為兩根，固定立柱優選為兩根，固定斜撐優選為兩根，框架柱優選為兩根，框架斜撐優選為兩根。
[0016]藉由上述機構裝置，所述“L”形梁通過節點耳板和節點銷軸形成平板鉸固定在固定立柱與固定斜撐上。梁式傳力方向轉換機構中部的楔形鋼塊豎向放置在兩個軸承中間形成活動鉸。當落錘錘體作用于梁式傳力方向轉換機構中部的楔形鋼塊時，楔形鋼塊帶動軸承使“L”形梁發生以平板鉸為旋轉中心的整體轉動，在轉動過程中將錘體的豎向沖擊力通過“L”形梁傳遞給試件連接件，即實現了試件在豎向沖擊荷載作用下的水平拉伸試驗，同時由于傳感器位于試件連接件上從而消除了落錘沖擊慣性力的影響。楔形鋼塊沿直線軸承向下平移一定距離后與限位框架碰撞并停止繼續運動，從而實現控制試驗荷載與位移的目的。
[0017]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伸試驗，并消除在試驗中存在的慣性力影響，能夠真實的模擬實際結構構件在沖擊荷載作用下的受力情況，同時試驗裝置結構構造簡單，不易發生整體失穩現象，加工制造簡單易控，穩定可靠。
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步闡述。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明一種實施例的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明所述梁式傳力方向轉換機構的結構示意圖(正視)；
[0021]圖3是本發明所述梁式傳力方向轉換機構的結構示意圖(俯視);
[0022]圖4是本發明所述限位框架的結構示意圖；
[0023]圖5是本發明所述試件連接件的結構示意圖；
[0024]圖6是本發明所述楔形鋼塊的結構示意圖。
[0025]在圖中:
[0026]1，2_落錘導軌，3-定位夾具，4-錘體，
[0027]5-楔形鋼塊，6，7，8，9，25，26，27，28，29，30，31，32-節點耳板，
[0028]10，11，33，34-節點銷軸，12，13-滾輪軸承，14，15，16-楔塊軸，
[0029]17，18-水平傳力梁，19，20-豎向傳力梁，21，22，23，24-定位螺桿，
[0030]35，36，37，38-節點端板，39，40-固定立柱，41，42-固定斜撐，
[0031]43-箱型梁，44，45-框架斜撐，46，47-框架柱，
[0032]48-試件，49，50，59，60，63，64-端板，51，52，53，54，57，58-耳板，
[0033]55，56-銷軸，61，62-傳感器。
【具體實施方式】
[0034]一種可實現可實現消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉換裝置由落錘試驗機、梁式傳力方向轉換機構、固定底座和試件連接件組成，參見圖1。落錘試驗機如圖1所示，其由導軌1、2、定位夾具3、錘體4組成。定位夾具3固定在導軌I和2上，錘體4鉤掛在定位夾具3上。梁式傳力方