本發(fā)明涉及材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種滿足徑向和縱向不同尺寸巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的試樣定位裝置。

背景技術(shù)：

分離式霍普金森桿是一種研究一維應(yīng)力狀態(tài)下材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的有效實(shí)驗(yàn)裝置，也是進(jìn)行材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究最常用的手段，通常用來測(cè)量巖石、混凝土等多種材料的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)與破壞特征。但巖石、混凝土等脆性材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能具有尺寸效應(yīng)的特性，如在一維條件下，材料的動(dòng)力學(xué)特性隨著長度的變化而變化，為此，材料的動(dòng)力學(xué)性能力學(xué)試驗(yàn)研究需要開展不同尺寸試樣的動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試，但在研究不同尺寸試樣的動(dòng)力學(xué)性能的霍普金森桿實(shí)驗(yàn)操作過程中不免會(huì)遇到試件過大不容易固定、試件穩(wěn)定性差等情況。而現(xiàn)有的試驗(yàn)裝置還存在如下的不足：①現(xiàn)有分離式霍普金森桿裝置的直徑多數(shù)是在20-50mm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，但其調(diào)整范圍依然有限，不能支持直徑更大的試件。②現(xiàn)有霍普金森桿定位裝置不能適應(yīng)試件縱向即長度方向的連續(xù)變化可調(diào)節(jié)需要，直線軸承存在規(guī)格有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服已有霍普金森桿裝置在徑向與縱向調(diào)節(jié)范圍較小的不足，本發(fā)明提供一種可在徑向和縱向進(jìn)行較大范圍調(diào)節(jié)、滿足各種不同直徑及不同長度的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)需求的巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)不同尺寸的試樣定位裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)不同尺寸的試樣定位裝置，包括徑向可調(diào)組件和縱向可調(diào)組件，所述徑向可調(diào)組件包括水平可調(diào)凹槽墊板、豎向可調(diào)側(cè)板及第一減摩裝置，所述豎向可調(diào)側(cè)板上安裝可轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，所述螺桿的上端安裝升降調(diào)節(jié)手柄，所述螺桿上安裝螺母座，所述螺母座與第一減摩裝置連接，所述第一減摩裝置可上下滑動(dòng)地套裝在滑槽上，所述豎向可調(diào)側(cè)板連接用于將豎向可調(diào)側(cè)板定位在所述水平可調(diào)凹槽墊板上的豎向定位件；

所述縱向可調(diào)組件包括導(dǎo)軌和縱向定位件，兩塊水平可調(diào)凹槽墊板可滑動(dòng)地套裝在導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌上設(shè)置用于定位水平可調(diào)凹槽墊板的縱向定位件。

進(jìn)一步，所述豎向定位件為徑向固定螺栓，所述豎向可調(diào)側(cè)板上開有定位孔，徑向固定螺栓穿過定位孔固定在所述水平可調(diào)凹槽墊板上。

再進(jìn)一步，所述縱向定位件為縱向定位螺栓，所述縱向定位螺栓穿過導(dǎo)軌的定位孔與所述水平可調(diào)凹槽墊板固定。

所述水平可調(diào)凹槽墊板的定位開有限位槽，所述限位槽可滑動(dòng)地安裝第二減摩裝置，所述第二減摩裝置的兩側(cè)分別設(shè)置豎向可調(diào)側(cè)板。

所述第一減摩裝置為雙滑輪。

所述第二減摩裝置為雙滑輪。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：①該裝置可以實(shí)現(xiàn)試件直徑在50-200mm范圍內(nèi)連續(xù)變化，試件長度在100-1000mm范圍內(nèi)連續(xù)變化的霍普金森試驗(yàn)。②該裝置為U型槽，且在三面都裝有滑輪，滾動(dòng)摩擦遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦，且裝置安裝操作簡(jiǎn)便，有效提高實(shí)驗(yàn)的成功率和準(zhǔn)確率，③該裝置設(shè)有導(dǎo)軌，可以根據(jù)試件的長度做出相應(yīng)調(diào)節(jié)，改進(jìn)了當(dāng)前裝置在直線軸承規(guī)格有限且不能連續(xù)變化的不足。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施的三維示意圖。

圖2為本發(fā)明一種實(shí)施的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-1為直徑50mm的試件裝置視圖，圖2-2為直徑100mm的試件裝置視圖。圖2-3為直徑150mm的試件裝置視圖，圖2-4為直徑200mm的試件裝置視圖。

圖3為裝置側(cè)視圖。

圖3-1為長度100mm的導(dǎo)軌試件裝置視圖，圖3-2為長度500mm的導(dǎo)軌試件裝置視圖。圖3-3為長度1000mm的導(dǎo)軌試件裝置視圖。

圖4為裝置的俯視圖。

圖4-1為長度1000mm的導(dǎo)軌試件裝置俯視圖。

其中，1、升降可調(diào)手柄，2、減摩裝置，3、雙滑輪，4、徑向固定螺栓，5、縱向定位螺栓，6、豎向可調(diào)側(cè)板，7、水平可調(diào)凹槽墊板，8、導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照?qǐng)D1～圖4，一種巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)不同尺寸的試樣定位裝置，包括徑向可調(diào)組件和縱向可調(diào)組件；

所述徑向可調(diào)組件主要由水平可調(diào)凹槽墊板、豎向可調(diào)側(cè)板及減摩裝置等組成。

①水平可調(diào)凹槽墊板：包括墊板厚50mm，長420mm，寬100mm；水平刻度尺，量程為0-300mm。

②豎向可調(diào)側(cè)板：包括升降可調(diào)手柄、固定螺栓以及120mm豎向刻度尺。豎向可調(diào)側(cè)板安在水平可調(diào)凹槽墊板的凹槽中，可在凹槽內(nèi)左右移動(dòng)，通過固定螺栓來固定。

③減摩裝置：減摩裝置共有三個(gè)，分別為水平減摩裝置1個(gè)，布置在底部，側(cè)向減摩裝置2個(gè)，分別布置在兩側(cè)。水平減摩裝置以及側(cè)向減摩裝置尺寸為38mm×34mm×38mm，采用的構(gòu)件為雙滑輪。

水平減摩裝置的雙滑輪框通過螺絲與水平可調(diào)凹槽墊板的凹槽中心連接，凹槽兩側(cè)刻有水平刻度尺，對(duì)左右位置進(jìn)行定位。

側(cè)向減摩裝置的雙滑輪框通過螺桿與豎向可調(diào)側(cè)板連接，通過升降可調(diào)手柄來調(diào)節(jié)側(cè)向減摩裝置的上下位置，利用豎向刻度尺對(duì)側(cè)向減摩裝置的上下位置進(jìn)行定位。

減摩裝置可將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，以減小試件與裝置之間的摩擦力。

所述縱向可調(diào)組件主要由導(dǎo)軌、螺栓和1000mm水平向刻度尺等組成。

①導(dǎo)軌：長1010mm，寬180mm，高80mm，其中凹槽長1000mm，寬140mm，高60mm。導(dǎo)軌凹槽中設(shè)置可移動(dòng)的嵌體，并使螺栓穿過嵌體和導(dǎo)軌。導(dǎo)軌兩側(cè)凹槽刻有刻度尺。根據(jù)試件長度來確定需要幾個(gè)裝置從而來固定嵌體在導(dǎo)軌中的位置。

②縱向定位螺栓：穿過可調(diào)水平墊板底部的140mm×50mm×95mm的嵌體，用來與導(dǎo)軌連接。連接徑向可調(diào)裝置與導(dǎo)軌并固定徑向可調(diào)裝置在導(dǎo)軌上的位置。

該定位裝置固定試件是通過左右移動(dòng)兩側(cè)帶滑輪螺桿的工字形立板和上下旋轉(zhuǎn)螺帽調(diào)節(jié)滑輪高度而實(shí)現(xiàn)的。在試件長度上是通過左右移動(dòng)凹形嵌體并根據(jù)試件長度要求增減導(dǎo)軌上支撐裝置數(shù)量來固定試件。

(1)不同徑向尺寸：(以下為試件徑向上的4種規(guī)格)

①Φ＝50mm，將Φ＝50mm的試件放入試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)整兩側(cè)立板調(diào)至橫板刻度為30mm處，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，再通過旋轉(zhuǎn)立板上的手柄，使螺桿上的滑輪支架中心線與刻度尺25mm處對(duì)齊。如圖2-1。

②Φ＝100mm，將Φ＝100mm的試件放入試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)整兩側(cè)立板調(diào)至橫板刻度為55mm處，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，再通過旋轉(zhuǎn)立板上的手柄，使螺桿上的滑輪支架中心線與刻度尺50mm處對(duì)齊。如圖2-2。

③Φ＝150mm，將Φ＝150mm的試件放入試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)整兩側(cè)立板調(diào)至橫板刻度為80mm處，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，再通過旋轉(zhuǎn)立板上的手柄，使螺桿上的滑輪支架中心線與刻度尺75mm處對(duì)齊。如圖2-3。

④Φ＝200mm，將Φ＝200mm的試件放入試驗(yàn)臺(tái)，調(diào)整兩側(cè)立板調(diào)至橫板刻度為105mm處，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，再通過旋轉(zhuǎn)立板上的手柄，使螺桿上的滑輪支架中心線與刻度尺100mm處對(duì)齊。如圖2-4。

(2)不同縱向尺寸：(以下為試件長度上的10種規(guī)格)

①l＝100mm；將l＝100mm的試件放入試驗(yàn)臺(tái)，此時(shí)只需要一個(gè)支撐裝置即可，擰緊導(dǎo)軌上的螺帽固定試件。圖3-1。

②l＝200mm；將試件放入試驗(yàn)臺(tái)，此時(shí)只需要一個(gè)支撐裝置即可，使試件居中即可，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，擰緊導(dǎo)軌上的螺帽固定試件。

③l＝300mm；將試件放入試驗(yàn)臺(tái)，此時(shí)也需要一個(gè)支撐裝置即可，使試件居中即可，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，擰緊導(dǎo)軌上的螺帽固定試件。

④l＝400mm；將試件放入試驗(yàn)臺(tái)，此時(shí)也需要一個(gè)支撐裝置即可，使試件居中即可，擰緊兩側(cè)立板旁凸出塊上的螺母，擰緊導(dǎo)軌上的螺帽固定試件。

⑤l＝500mm；移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的50mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的50mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。如圖3-2。

⑥l＝600mm；移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的100mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的100mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。

⑦l＝700mm；移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的100mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的100mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。

⑧l(xiāng)＝800mm；移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的100mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的100mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。

⑨l＝900mm；移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的125mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的125mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。

⑩l＝1000mm，移動(dòng)導(dǎo)軌上左手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的右端與導(dǎo)軌刻度尺左端的150mm處相對(duì)，再移動(dòng)導(dǎo)軌上右手邊的支承裝置，將裝置T型槽水平板的左端與導(dǎo)軌刻度尺右端的150mm處相對(duì)，最后擰緊導(dǎo)軌上的螺母固定試件。如圖3-3。