一種可實現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可實現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，進行結(jié)構(gòu)抗沖擊性能拉伸試驗的設(shè)備根據(jù)材料加載應(yīng)變率的范圍主要可分為兩種，分別對應(yīng)于高應(yīng)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(xiàn)有落錘豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)換裝置中，落錘沿導(dǎo)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(tài)力學(xué)性能。但由于落錘沖擊慣性力的存在，置于落錘內(nèi)的力傳感器將同時測得慣性力，從而影響合理評估結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗沖擊能力。而且豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試驗試件尺寸受限，無法進行大尺寸試驗。在現(xiàn)有落錘沖擊拉伸試驗桁架轉(zhuǎn)換裝置中，落錘沿導(dǎo)軌豎直落下，豎向沖擊撞擊塊，通過桁架轉(zhuǎn)換裝置將落錘的豎向沖擊荷載轉(zhuǎn)換為水平拉伸荷載，從而消除慣性力影響，但由于桁架節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，特別是桁架自身側(cè)向剛度小，易導(dǎo)致桁架出現(xiàn)節(jié)點破壞或整體失穩(wěn)破壞，影響到試驗數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。同時，現(xiàn)有裝置沒有限位裝置，無法實現(xiàn)精確加載，影響到裝置的適用性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有落錘豎向沖擊拉伸轉(zhuǎn)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(xiàn)有落錘沖擊拉伸試驗桁架轉(zhuǎn)換裝置節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜及側(cè)向剛度小的問題，本實用新型旨在提供一種新型可實現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉(zhuǎn)換裝置，該試驗裝置可實現(xiàn)消除慣性力對試驗結(jié)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(gòu)造簡單不易發(fā)生側(cè)向失穩(wěn)現(xiàn)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(shè)計制造，并能夠較真實的模擬實際結(jié)構(gòu)中各類材料在沖擊荷載作用下的動態(tài)力學(xué)性能。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是，所述可實現(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉(zhuǎn)換裝置，包括落錘試驗機、梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)、限位框架和試件連接件；
[0006]所述落錘試驗機包括多根導(dǎo)軌，固定在多根導(dǎo)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(zhuǎn)換機構(gòu)由兩根“L”形梁和兩側(cè)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(jié)點端板，節(jié)點耳板，節(jié)點銷軸，滾輪軸承，豎向傳力梁下部設(shè)置定位螺桿，水平傳力梁中間設(shè)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]以下對本實用新型做出進一步說明。
[0011]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(nèi)側(cè)端部均設(shè)有兩塊節(jié)點耳板，每個滾輪軸承分別通過銷軸和節(jié)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(cè)端部均設(shè)有一塊節(jié)點端板，每塊節(jié)點端板均連有兩塊節(jié)點耳板，節(jié)點銷軸分別穿過節(jié)點耳板與節(jié)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(nèi)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(yōu)選為兩根，豎向傳力梁優(yōu)選為兩根，固定立柱優(yōu)選為兩根，固定斜撐優(yōu)選為兩根，框架柱優(yōu)選為兩根，框架斜撐優(yōu)選為兩根。
[0016]藉由上述機構(gòu)裝置，所述“L”形梁通過節(jié)點耳板和節(jié)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(zhuǎn)換機構(gòu)中部的楔形鋼塊豎向放置在兩個軸承中間形成活動鉸。當(dāng)落錘錘體作用于梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)中部的楔形鋼塊時，楔形鋼塊帶動軸承使“L”形梁發(fā)生以平板鉸為旋轉(zhuǎn)中心的整體轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)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(xiàn)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(xù)運動，從而實現(xiàn)控制試驗荷載與位移的目的。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型可實現(xiàn)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(jié)構(gòu)構(gòu)件在沖擊荷載作用下的受力情況，同時試驗裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，不易發(fā)生整體失穩(wěn)現(xiàn)象，加工制造簡單易控，穩(wěn)定可靠。
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步闡述。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型所述梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(正視)；
[0021]圖3是本實用新型所述梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視);
[0022]圖4是本實用新型所述限位框架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實用新型所述試件連接件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本實用新型所述楔形鋼塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]在圖中:
[0026]1，2_落錘導(dǎo)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(jié)點耳板，
[0028]10，11，33，34-節(jié)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(jié)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(xiàn)消除慣性力影響的落錘沖擊拉伸試驗梁式轉(zhuǎn)換裝置由落錘試驗機、梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)、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(dǎo)軌1、2、定位夾具3、錘體4組成。定位夾具3固定在導(dǎo)軌1和2上，錘體4鉤掛在定位夾具3上。梁式傳力方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)如圖2和圖3所示，其由楔形鋼塊5、十二塊耳板6、7、8、9