[发明专利]三维可控多点约束状态的颗粒接触力测量装置

说明书

本发明公开一种三维可控多点约束状态的颗粒接触力测量装置，包括约束底座、至少两个约束件以及至少两个测量传感器，约束底座上形成有槽口朝上的容置槽，容置槽用以供颗粒容置，容置槽的内壁开设有多个安装孔，多个安装孔沿容置槽的内壁面的法线方向延伸，至少两个约束件对应分设于多个安装孔的其中任意至少两个，每一约束件具有用以与颗粒的表面接触的约束部，至少两个测量传感器用以检测约束部与颗粒的表面之间的接触力。本发明提供的颗粒接触力测量装置，能够实现对不同颗粒的多点约束状态模拟，三维空间内多点约束灵活可控；可以适应球形、棒状或扁圆形等任意形状颗粒；并且，接触力的测量不依赖其他颗粒进行测算，接触力测量准确。

技术领域

本发明涉及颗粒材料力学技术领域，特别涉及一种三维可控多点约束状态的颗粒接触力测量装置。

背景技术

对堆石颗粒材料的高应力力学响应多基于单轴压缩试验，其仅考虑了上下两个加载点，而颗粒处于堆积体中时，颗粒受到其他颗粒的约束可以有几个甚至几十个，且约束的角度在三维空间中也是随机的，显然，通过单轴压缩试验所测得的颗粒力学响应与颗粒处于堆积体中的实际情况差别较大，测试不准确。因此，需要提供一种能够模拟多点约束状态且三维空间内可控调整的颗粒接触力测量装置。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种三维可控多点约束状态的颗粒接触力测量装置，旨在提供一种能够模拟多点约束状态且三维空间内可控调整的颗粒接触力测量装置。

为实现上述目的，本发明提出的一种三维可控多点约束状态的颗粒接触力测量装置，包括：

约束底座，所述约束底座上形成有槽口朝上的容置槽，所述容置槽用以供颗粒容置，所述容置槽的内壁开设有多个安装孔，多个所述安装孔沿所述容置槽的内壁面的法线方向延伸；

至少两个约束件，对应分设于多个所述安装孔的其中任意至少两个，每一所述约束件具有用以与所述颗粒的表面接触的约束部；以及，

至少两个测量传感器，设于所述约束底座，且与至少两个所述约束件一一对应，所述测量传感器用以检测所述约束部与所述颗粒的表面之间的接触力。

可选地，所述约束底座包括：

安装台，所述安装台上形成有开口朝上的安装槽；以及，

至少两个约束支架，每一所述约束支架的一端固定于所述安装槽的槽底，另一端伸出所述安装槽并固定在所述安装台的上侧面，所述至少两个约束支架的上侧面共同限定出所述容置槽，每一所述约束支架的上侧面设有至少一个所述安装孔。

可选地，所述安装台的上侧面设有多个固定位置，多个所述固定位置沿所述开口的周向间隔分布；

至少两个所述约束支架的另一端分别通过紧固件固定于多个所述固定位置的其中任意至少两个。

可选地，所述安装台的上侧面设有环绕所述开口设置的环形滑槽，所述环形滑槽上沿周向的不同位置构成多个所述固定位置。

可选地，每一所述约束支架的上侧面设有至少两个所述安装孔，至少两个所述安装孔沿所述约束支架的长度方向间隔布置。

可选地，所述安装台、所述约束支架以及所述约束件的材质均为高强度钢。

可选地，所述约束部呈球面设置。

可选地，所述测量传感器包括微型压力传感器。

可选地，还包括加载装置，所述加载装置用于自上向下对所述颗粒施加载荷。

可选地，所述加载装置包括液压施力装置，所述液压施力装置具有输出端，所述输出端设有加载板，所述液压施力装置通过所述加载板对所述颗粒施加载荷。