本發(fā)明屬于試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

目前，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗沖擊性能試驗(yàn)的設(shè)備主要包括高速沖擊時采用的霍普金森桿試驗(yàn)裝置和中低速度沖擊時采用的落錘沖擊裝置。在實(shí)際工程中大量的實(shí)例都屬于中低速沖擊過程，對于此類問題的試驗(yàn)，落錘沖擊裝置是一種簡單、可靠的加載裝置。

在現(xiàn)有落錘豎向沖擊轉(zhuǎn)換裝置中，落錘沿導(dǎo)軌豎直落下，豎向沖擊試驗(yàn)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。但由于試驗(yàn)條件和裝置的限制，試驗(yàn)裝置一般只能進(jìn)行單獨(dú)的壓縮試驗(yàn)或者拉伸試驗(yàn)，無法同時結(jié)合壓縮和拉伸試驗(yàn)機(jī)為一體，影響到裝置的適用性。同時，部分轉(zhuǎn)換裝置由于構(gòu)造復(fù)雜，傳力機(jī)理不明確，特別是裝置自身剛度小，在動態(tài)沖擊荷載作用下，易導(dǎo)致出現(xiàn)局部或整體失穩(wěn)破壞，影響到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。鑒于此，發(fā)明人對落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了深入研究和設(shè)計(jì)，遂由本案產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有落錘豎向沖擊轉(zhuǎn)換裝置適用性問題及構(gòu)造和傳力機(jī)制較為復(fù)雜，本發(fā)明旨在提供一種新型落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換裝置，該試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)壓縮和拉伸試驗(yàn)機(jī)為一體，在豎向沖擊荷載作用下進(jìn)行壓縮或拉伸試驗(yàn)，同時裝置構(gòu)造簡單，傳力機(jī)制明確，裝置自身剛度較大，不易發(fā)生局部或整體失穩(wěn)破壞，加工制造簡單，方便進(jìn)行試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)制造，并能夠較真實(shí)的模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)中各類材料在沖擊荷載作用下的壓縮、拉伸和剪切的動態(tài)力學(xué)性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，所述落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換裝置，其特征是，包括落錘試驗(yàn)加載機(jī)、拉壓一體式加載機(jī)構(gòu)和底座；

所述落錘試驗(yàn)加載機(jī)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(dǎo)軌；

所述拉壓一體式加載機(jī)構(gòu)的壓縮加載部分由撞擊平臺，四根連接導(dǎo)桿和固定平臺組成，撞擊平臺上中心撞擊點(diǎn)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(jī)構(gòu)的拉伸加載部分由撞擊平臺，四根連接導(dǎo)桿、滑動平臺、滑動導(dǎo)桿和固定平臺組成，滑動平臺四邊有凹槽形狀設(shè)計(jì)，美觀且節(jié)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(fā)明做出進(jìn)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(dǎo)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(jìn)一步地，所述滑動導(dǎo)桿通過焊接固定于固定平臺和底座之間。

進(jìn)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(jìn)一步地，所述撞擊平臺下側(cè)和固定平臺上側(cè)分別利用螺栓固定法蘭式力傳感器，在進(jìn)行壓縮試驗(yàn)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(jìn)一步地，所述固定平臺上側(cè)利用螺栓固定法蘭式力傳感器，在進(jìn)行拉伸或剪切試驗(yàn)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(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)，該試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)壓縮和拉伸試驗(yàn)機(jī)為一體，在豎向沖擊荷載作用下進(jìn)行壓縮或拉伸試驗(yàn)，同時裝置構(gòu)造簡單，傳力機(jī)制明確，裝置自身剛度較大，不易發(fā)生局部或整體失穩(wěn)破壞，加工制造簡單，方便進(jìn)行試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)制造，并能夠較真實(shí)的模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)中各類材料在沖擊荷載作用下的壓縮、拉伸和剪切的動態(tài)力學(xué)性能。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)整體三維示意圖；

圖2是本發(fā)明試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)整體正視示意圖；

圖3是本發(fā)明所述壓縮試驗(yàn)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述拉伸試驗(yàn)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述可運(yùn)動部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明所述固定部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明所述壓縮試驗(yàn)實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明所述拉伸試驗(yàn)實(shí)施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明所述拉伸試驗(yàn)實(shí)施例2的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明所述拉伸試驗(yàn)實(shí)施例3的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明所述剪切試驗(yàn)實(shí)施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明所述剪切試驗(yàn)實(shí)施例2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖中：

1-定位夾具，2-落錘錘體，3,4-錘體導(dǎo)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(dǎo)桿，15-固定平臺，16,17,18,19-滑動導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)受拉或剪切試件；33a-標(biāo)準(zhǔn)受拉鋼材材性試件，33b-標(biāo)準(zhǔn)受拉普通螺栓試件，33c-標(biāo)準(zhǔn)受拉單邊螺栓試件，33d-標(biāo)準(zhǔn)受剪普通螺栓試件，33e-標(biāo)準(zhǔn)受剪單邊螺栓試件。

具體實(shí)施方式

一種落錘沖擊拉壓一體式荷載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換裝置由落錘試驗(yàn)加載機(jī)、拉壓一體式加載機(jī)構(gòu)和底座組成，參見圖1和圖2。落錘試驗(yàn)加載機(jī)如圖1所示，其由定位夾具1、落錘錘體2和錘體導(dǎo)軌3、4組成。定位夾具1固定在導(dǎo)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(dǎo)軌豎向施加沖擊荷載。拉壓一體式加載機(jī)構(gòu)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(dǎo)桿11、12、13、14和固定平臺15組成，撞擊平臺6上中心撞擊點(diǎn)處放置緩沖墊5。拉壓一體式加載機(jī)構(gòu)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(dǎo)桿11、12、13、14、滑動平臺20、滑動導(dǎo)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(dǎo)桿和固定平臺三部分，有效的結(jié)合壓縮和拉伸裝置的特性且可以相互轉(zhuǎn)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(dǎo)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?；瑒訉?dǎo)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(jìn)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(dāng)進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時，如圖7所示，在進(jìn)行撞擊平臺6下側(cè)和固定平臺15上側(cè)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(dǎo)軌沖擊撞擊平臺6后，撞擊平臺6和四根連接導(dǎo)桿11、12、13、14以及滑動平臺20向下運(yùn)動，對受壓試件28施加壓力，直至受壓試件破壞為止。

當(dāng)進(jìn)行拉伸或剪切試驗(yàn)時，如圖8～12所示，固定平臺15上側(cè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)受拉鋼材材性試件33a、標(biāo)準(zhǔn)受拉普通螺栓試件33b，標(biāo)準(zhǔn)受拉單邊螺栓試件33c；圖11和圖12分別為標(biāo)準(zhǔn)受剪普通螺栓試件33d，標(biāo)準(zhǔn)受剪單邊螺栓試件33e，能完成螺栓的單剪或雙剪試驗(yàn)。落錘錘體沿著導(dǎo)軌沖擊撞擊平臺6后，撞擊平臺6和四根連接導(dǎo)桿11、12、13、14以及滑動平臺20向下運(yùn)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(shí)施例和圖示并非限定本發(fā)明專利的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明專利的專利范疇。