本发明涉及工程试验,更具体地,涉及一种侧向冲击加载试验装置和试验系统。
背景技术:
1、岩石材料是广泛存在于自然界中的材料,由于岩石性质的不同导致其应力-应变关系、破裂条件、变形特征等都有明显的差别,又由于岩石的形成年代、形成条件、组分和结构差异,也会导致其力学性质差别很大。此外,岩石的力学性质还受到时间、含水率、围压、变形历史、周围的介质以及加力方式和速度等影响。因此在地质学中,无论从已知外力和边界条件去推测地块变形,或从地块的变形去反推地块所受的边界条件和外力,都需了解当时当地的岩石力学性质。
2、岩体力学试验和测试是岩体力学实验手段,了解岩石和岩体的力学性能、变形和破坏规律,以及各种构筑物对岩体所引起的各种物理、力学效应,能够为工程设计施工提供所需要的参数。岩石力学试验主要包括:岩石的单轴抗压试验、三轴抗压试验、巴西劈裂试验、抗剪试验、流变试验等,力学试验的设备有:单轴试验机、三轴试验机、直接剪切仪、流变仪等。其中岩石的单轴试验机是岩石力学试验测试中应用最广泛的试验设备之一,其主要是采用丝杠或液压等方式对不同规格的试件进行压缩,或者结合其它设备进行试验,从而获得其抗压强度、弹性模量、抗剪强度等力学参数。
3、为了更真实地模拟岩石受到的复杂力学作用,单轴试验机可以结合其它设备进行相应的试验,其中为了模拟岩石受到冲击作用后的力学响应,研发了相应的冲击加载设备。
4、相关技术中,冲击加载设备无法与其它加载设备相结合,适用性差,可推广性差,且在冲击过程中用于冲击试件的冲击件与试件受冲击面的耦合度较低,对试件受冲击面的冲击不均匀,冲击能量损耗较大,试验数据离散程度较高,试验准确性较低。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种侧向冲击加载试验装置,所述侧向冲击加载试验装置能够与其它加载设备相结合,适用性较强,利于推广,且在冲击过程中用于摆锤与试件受冲击面的耦合度较高,对试件受冲击面的冲击较为均匀,冲击能量损耗较小,试验数据离散程度较低,试验准确性较高。
2、本发明的另一个目的在于提出一种具有上述侧向冲击加载试验装置的试验系统。
3、根据本发明实施例的侧向冲击加载试验装置,包括:支撑梁;摆杆,所述摆杆绕第一旋转轴线可摆动地安装于所述支撑梁;摆锤,所述摆锤安装于所述摆杆,所述侧向冲击加载试验装置具有锁定状态和解锁状态,其中,在所述解锁状态,所述摆锤相对于所述摆杆绕第二旋转轴线可转动以调节冲击角度,所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线平行;在所述锁定状态,所述摆锤相对于所述摆杆固定。
4、根据本发明实施例的侧向冲击加载试验装置,能够通过支撑梁实现与其它加载设备的结合,适用性较强,可推广性较好,功能性较强,且通过调节摆锤的冲击角度能够提高在冲击过程中摆锤与试件受冲击面的耦合度,减少冲击能量损耗,提高试验准确性。
5、另外,根据本发明上述实施例的侧向冲击加载试验装置还可以具有如下附加的技术特征:
6、根据本发明的一些实施例,所述摆杆包括第一杆体和第二杆体,所述第一杆体可摆动地安装于所述支撑梁,所述第二杆体的一端与所述第一杆体相连且另一端设有所述摆锤,其中,所述第一杆体和所述摆锤中的至少一个与所述第二杆体可转动连接;和/或,所述第一杆体和所述摆锤中的至少一个与所述第二杆体沿所述第二杆体的长度方向可移动连接。
7、根据本发明的一些实施例,所述第一杆体设有绕所述第二旋转轴线可转动的第一套管,所述第二杆体可移动地穿设于所述第一套管,所述第二杆体设有位于所述第一套管两端的第一锁定件,两个所述第一锁定件用于在所述第二杆体移动到位时夹紧所述第一套管。
8、根据本发明的一些实施例,所述第一杆体与所述第二杆体可转动和/或可移动连接,所述摆杆还包第三杆体,所述第三杆体用于锁定所述第一杆体和所述第二杆体。
9、根据本发明的一些实施例,所述第一杆体和所述第二杆体中的一个与所述第三杆体铰接,其另一个设有可转动的第二套管,所述第二套管的转动轴线与所述第一旋转轴线平行,所述第三杆体可移动地穿设于所述第二套管,所述第三杆体设有位于所述第二套管两侧的第二锁定件,两个所述第二锁定件用于在所述第三杆体移动到位时夹紧所述第二套管。
10、根据本发明的一些实施例,所述支撑梁和所述摆锤中的至少一个与所述摆杆沿所述摆杆的长度方向可移动连接。
11、根据本发明的一些实施例,所述支撑梁设有u型架,所述u型架的两端分别与所述支撑梁可转动连接,所述摆杆可移动地穿设于所述u型架的底壁。
12、根据本发明的一些实施例,所述摆锤与所述摆杆可拆卸连接,所述侧向冲击加载试验装置包括多个重量和/或形状不同的所述摆锤,多个所述摆锤择一地安装于所述摆杆。
13、根据本发明的一些实施例,所述支撑梁包括梁本体和设于所述梁本体长度方向两端的两个伸缩梁,所述伸缩梁的一端与所述梁本体螺纹连接以调节所述支撑梁的长度,所述伸缩梁的另一端设有防滑支撑垫。
14、根据本发明实施例的试验系统,包括单轴试验装置和根据本发明实施例的侧向冲击加载试验装置,所述侧向冲击加载试验装置可拆卸地安装于所述单轴试验装置。
15、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种侧向冲击加载试验装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述摆杆包括第一杆体和第二杆体,所述第一杆体可摆动地安装于所述支撑梁,所述第二杆体的一端与所述第一杆体相连且另一端设有所述摆锤,其中,
3.根据权利要求2所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述第一杆体设有绕所述第二旋转轴线可转动的第一套管,所述第二杆体可移动地穿设于所述第一套管,所述第二杆体设有位于所述第一套管两端的第一锁定件,两个所述第一锁定件用于在所述第二杆体移动到位时夹紧所述第一套管。
4.根据权利要求2所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述第一杆体与所述第二杆体可转动和/或可移动连接,所述摆杆还包第三杆体,所述第三杆体用于锁定所述第一杆体和所述第二杆体。
5.根据权利要求4所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述第一杆体和所述第二杆体中的一个与所述第三杆体铰接,其另一个设有可转动的第二套管,所述第二套管的转动轴线与所述第一旋转轴线平行,所述第三杆体可移动地穿设于所述第二套管,所述第三杆体设有位于所述第二套管两侧的第二锁定件,两个所述第二锁定件用于在所述第三杆体移动到位时夹紧所述第二套管。
6.根据权利要求1所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述支撑梁和所述摆锤中的至少一个与所述摆杆沿所述摆杆的长度方向可移动连接。
7.根据权利要求6所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述支撑梁设有u型架,所述u型架的两端分别与所述支撑梁可转动连接,所述摆杆可移动地穿设于所述u型架的底壁。
8.根据权利要求1所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述摆锤与所述摆杆可拆卸连接,所述侧向冲击加载试验装置包括多个重量和/或形状不同的所述摆锤,多个所述摆锤择一地安装于所述摆杆。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的侧向冲击加载试验装置,其特征在于,所述支撑梁包括梁本体和设于所述梁本体长度方向两端的两个伸缩梁,所述伸缩梁的一端与所述梁本体螺纹连接以调节所述支撑梁的长度,所述伸缩梁的另一端设有防滑支撑垫。
10.一种试验系统,其特征在于,包括单轴试验装置和根据权利要求1-9中任一项所述的侧向冲击加载试验装置,所述侧向冲击加载试验装置可拆卸地安装于所述单轴试验装置。
