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原文传递落锤压剪冲击试验装置

专利名称：	落锤压剪冲击试验装置
摘要：	本发明提出了一种落锤压剪冲击试验装置，用以解决现有的测试方法冲击速度快、存在较大安全隐患、不便于观测裂纹扩展等力学响应的问题，包括支撑结构以及电源，支撑结构的上部设置有曳引机构、由曳引机构驱动进行升降的冲击组件以及抱紧释放机构，支撑结构的下部设置有冲击试样受载结构，冲击试样受载结构的信号输出端连接有应变测试系统，冲击试样受载结构的旁侧设置有光学测试系统。本发明实现了中低速岩石压剪冲击的实时应变以及光学测量，采用落锤冲击与压剪夹具配合使用，实现中低速岩石压剪冲击测试，采用表面直接应变测试法以及数字散斑间接测量法记录冲击到破坏过程中的变形与力学响应，并通过高速摄像机记录裂纹扩展过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州大学
发明人：	王志;赵军;张丽娟;高颖楠
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910365555.9
公开号：	CN110186783A
代理机构：	北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	汤东凤
分类号：	G01N3/303(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	450001 河南省郑州市高新区科学大道100号郑州大学新校区
主权项：	1.落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：包括用于支撑装置整体的支撑结构以及用于为装置整体提供电能的电源，支撑结构的上部设置有曳引机构、由曳引机构驱动进行升降的冲击组件以及设置在曳引机构与冲击组件之间用于控制冲击组件释放且在冲击组件第一次回弹时抱紧冲击组件的抱紧释放机构，支撑结构的下部设置有用于冲击组件在抱紧释放机构释放后进行冲击碰撞产生压剪应变的冲击试样受载结构，冲击试样受载结构的信号输出端连接有用于基于无线动态应变测试技术基础上对冲击试样受载结构产生的压剪应变进行采集分析的应变测试系统，冲击试样受载结构的旁侧设置有用于记录冲击瞬间全场位移并基于数字散斑测量方法计算应变场及裂纹扩展速度的光学测试系统。 2.根据权利要求1所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述支撑结构包括呈矩形块状的底座(1)、竖直设置在底座(1)顶端面上的两立柱(2)以及设置在两立柱(2)顶端的顶板，两立柱(2)的内侧壁上均设置滑轨(3)。 3.根据权利要求2所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述曳引机构包括曳引绳(8)以及设置在顶板上用于将曳引绳(8)进行缠绕释放的驱动机构，驱动机构包括曳引电机(9)以及与曳引电机(9)的输出轴端相连接的转动滚筒，曳引绳(8)缠绕设置在转动滚筒上。 4.根据权利要求3所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述冲击组件包括呈矩形块状设置的落锤(4)以及与落锤(4)相固定的球状提手，落锤(4)的两侧设置有与滑轨(3)相配装的光滑凹槽。 5.根据权利要求4所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述抱紧释放机构包括滑动设置在两立柱(2)上的卡槽(20)以及横向设置在两立柱(2)之间用于在得电状态时与卡槽(20)相卡接且在失电状态时与卡槽(20)脱离卡接的冲击开关(10)，冲击开关(10)的底端通过连杆机构(6)设置有与球状提手相配合的卡钳(5)，连杆机构(6)的中部设置有用于在曳引机构带动下压缩或伸长进而带动连杆机构(6)及卡钳(5)进行释放或卡持冲击组件的弹簧(7)，曳引绳(8)穿过冲击开关(10)和连杆机构(6)的顶端与弹簧(7)相连接。 6.根据权利要求5所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述冲击开关(10)包括内部呈腔体结构的矩形框体，矩形框体内设置有外围缠绕有通电线圈(21)的铁心(22)，铁心(22)的左右两端分别通过弹簧b(24)连接设置有在矩形框体内进行滑动的衔铁(23)以及分别设置在两衔铁(23)未与弹簧b(24)连接的一端且穿过矩形框体与卡槽(20)相配装的两销钉(25)，矩形框体的左右两端分别开设有与腔体结构相连通用于使得销钉(25)通过的穿设孔，通电线圈(21)电性连接于电源。 7.根据权利要求6所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述连杆机构(6)包括固定设置在矩形框体底端的顶端铰轴、与顶端铰轴通过第一连杆相连接的左端铰轴、与左端铰轴通过第二连杆相连接的底端铰轴、与底端铰轴通过第三连杆相连接的右端铰轴以及连接设置在右端铰轴和顶端铰轴之间的第四连杆；所述弹簧(7)设置在顶端铰轴和底端铰轴之间；所述卡钳(5)分设为呈弧形状的左端卡钳以及与左端卡钳相对设置的右端卡钳，左端卡钳与第三连杆相接共同铰接在底端铰轴上，右端卡钳与第二连杆相接共同铰接在底端铰轴上。 8.根据权利要求2所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述冲击试样受载结构包括位于冲击组件正下方的两压剪夹具(11)以及设置在两压剪夹具(11)之间的冲击试样(19)，两压剪夹具(11)包括设置在底座(1)上的下压剪夹具以及设置在下压剪夹具上方的上压剪夹具，上压剪夹具的底端面与下压剪夹具的顶端面为具有相同倾斜角度的倾斜面；所述冲击试样(19)上设置有应变花(13)，上压剪夹具和下压剪夹具的侧壁上设置有应变片(12)；所述冲击试样受载结构的外围设置有底端与底座(1)相固定用于防止冲击碎片蹦出的保护箱(18)，保护箱(18)为全透明保护箱体。 9.根据权利要求8所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述应变测试系统包括通过导线(14)分别与应变片(12)和应变花(13)电性连接的无线动态应变仪(15)以及通过无线传输采集系统与无线动态应变仪(15)相连接用于进行数据处理的笔记本电脑(16)，应变片(12)和应变花(13)的信号输出端分别连接于无线动态应变仪(15)的输入端，无线动态应变仪(15)的输出端连接于笔记本电脑(16)的输入端。 10.根据权利要求8所述的落锤压剪冲击试验装置，其特征在于：所述光学测试系统包括通过支架设置在冲击试样(19)正前方用于记录冲击瞬间全场位移的高速摄录机(17)。
所属类别：	发明专利