[发明专利]一种混凝土疲劳冲击试验装置及其试验方法

摘要

一种混凝土疲劳冲击试验装置及其试验方法,该装置是由1、控制部分；2、电机；3、传动装置；4、挂锤装置；5、挂锤装置运动竖杆；6、落锤；7、落锤运动结构；8、混凝土试件支撑支座；9、横杆；10、装置机身主体组成：其试验方法步骤有：步骤1、在锤头冲击端粘上厚度为2cm的橡胶，同时保证与锤头不加橡胶时的冲击力相同；步骤2、将混凝土试件放在混凝土试件支撑支座8上，保证试件中心与落锤6落点的中心重合；步骤3、启动装置，挂锤装置4将落锤6提升到预定高度，此时，落锤6自动释放锤击在试件上，当挂锤装置4运动到底部时，自动挂起落锤6；如此往复，实现混凝土的疲劳冲击。

主权项

1.一种混凝土疲劳冲击试验装置，其特征在于：它是由以下几部分组成：控制部分、电机、传动装置、挂锤装置、挂锤装置运动竖杆、落锤、落锤运动结构、混凝土试件支撑支座、横杆及装置机身主体；/n上述各组成部分之间的关系：/n控制部分(1)通过电导线与电机(2)连接；电机(2)直接与传动装置(3)相联，挂锤装置(4)则通过位于挂锤装置(4)后部的卡槽(421)和一个在卡槽(421)中滑动的位于传动装置上的卡扣(331)与传动装置(3)相联；挂锤装置运动竖杆(5)竖直放置于该装置的前方，挂锤运动竖杆(5)穿过挂锤装置(4)，同时挂锤装置(4)沿挂锤装置运动竖杆(5)上下运动；落锤(6)由一个有三根小圆柱竖杆组成的圆柱状结构即落锤运动结构(7)限制其平面方向的位移，该落锤运动结构(7)通过上下两根横杆(9)与装置机身主体(10)刚性连接，挂锤装置运动竖杆(5)位于落锤运动结构(7)及装置机身主体(10)之间；混凝土试件支撑结构(8)位于装置机身主体(10)的下部，同时其中间位置正好是落锤(6)的落点；/n控制部分由软件(11)和硬件(12)两个部分组成；软件(11)通过单片机(121)嵌入到硬件部分(12)中，通过单片机(121)产生的电信号对整个硬件部分(12)进行控制，同时，硬件部分(12)中的红外避障模块(122)在工作时产生的电信号，通过单片机(121)调节，反应在软件(11)中，软件(11)通过对产生的电信号与自身的停止工作信号比较，如果达到条件，则发出停止工作的电信号；/n所述软件(11)为自编程程序：其程序框图说明如下：当装置的电源接通后，整个控制部分开始工作，此时通过硬件部分(12)向软件部分输入控制参数，为锤击次数，点击开始按钮，启动机器，此时软件部分的初始锤击次数n＝0,混凝土底部应变片电路处于接通状态，当落锤(6)做上下往复运动经过红外避障模块(122)时，红外避障模块(122)会产生电信号，单片机接收来自红外避障模块(122)的电信号，同时由软件判断混凝土底部的应变片电路是否接通：否，则实验结束，是，则n＝n+1，再由软件判断n<初始设置锤击次数：否，则实验结束，是，则落锤继续往复运动，实验继续，直到实验结束；/n所述硬件部分(12)，是由单片机(121)、红外避障模块(122)、控制键盘(123)、继电器(124)及电源(125)组成；该试验装置共有两部分电源(125)，即控制部分电源(1251)以及运行部分电源(1252)，控制部分的电源(1251)仅为单片机(121)，红外避障模块(122)，控制键盘(123)以及继电器(124)供电；红外避障模块(122)在落锤(6)每经过一次时产生一个电信号，同时将电信号回传到单片机(121)中，控制键盘(123)用来设置锤击次数，以及人工控制机器的启动、停止及暂停；继电器(124)为当软件(11)判定达到实验停止条件时，单片机(121)发出电信号，控制继电器(124)断电，从而切断运行部分的电源；红外避障模块(122)、控制键盘(123)、以及继电器(124)均分别通过电导线即杜邦线与单片机(121)相联；/n电机为减速电机(2)，能满足长时间重载运行的需要，电机上加装有齿轮组，以满足不同冲击频率的需求；/n传动装置由齿轮箱(31)、两个齿轮(32)即主齿轮(321)和从动齿轮(322)及一条传动链条(33)，其上含有卡扣(331)组成；其中一个齿轮即主动齿轮(321)通过齿轮箱(31)与减速电机(2)相联，该齿轮为主动轮；同时第二个齿轮即从动齿轮(322)通过链条(33)与主动齿轮(321)相联；/n齿轮箱(31)的结构：该齿轮箱为T型转向齿轮箱，减速速比为1:1；/n两个齿轮(32)的结构：两个齿轮的规格均为5分15齿的齿轮，齿宽5mm；/n该传动链条(33)的结构：传动链条为工业传动链条，规格为5分、10A,长为2米；传动链条的一连接部分加装有卡扣(331)；/n挂锤装置(4)的运动由传动装置(3)的运动带动；挂锤装置(4)由卡舌(41)、基体(42)、三个弹簧(43)即两个侧弹簧(431)和一个竖弹簧(432)及带顶部圆盘的顶针(44)组成；当挂锤装置(3)运动到挂锤装置运动竖杆(5)的底部时，顶针(44)接触底部，被顶起，卡舌(41)被分布于两侧的弹簧(431)拉住向远离该装置的方向运动，从而挂住落锤(6)；当挂锤装置(4)运动到指定高度时，卡舌(41)被挂锤装置运动竖杆(5)上的凸出结构(52)顶向反方向运动，顶针(44)被其下部的弹簧(432)顶住向下运动，从而用顶针(44)上的圆盘固定卡舌(41)于松开位置；此时，完成一个挂锤循环；挂锤装置(4)的基体(42)部分面向该装置机身主体(10)一侧中部有一条横向布置的卡槽(421)，通过卡槽(421)由一个能在卡槽(421)上横向移动的卡扣(331)与传动装置(3)的传动链条(33)相联，从而带动挂锤装置(3)运动；/n该卡舌(41)的形状为楔形结构；/n该基体(42)为六面体结构，除面向该装置机身主体(10)一侧不封闭外，其余五个面均用钢板围成；/n该弹簧(43)包括侧弹簧(431)和竖弹簧(432)，都为不锈钢压缩弹簧；/n该顶针(44)为针状结构；/n该挂锤装置运动竖杆(5)为一根界面尺寸为3cm*3cm的棱柱杆，底部有一个顶盘(51)，上部有一个竖向位置可调的凸起结构(52)；/n重量可调的落锤(6)为一个空心圆柱筒，锤击底面10cm以上的侧面均分布有螺纹，方便挂锤装置(4)挂起；同时内部底面中间有一螺孔，方便加装螺杆从而改变落锤(6)的重量；/n该落锤运动结构(7)由三根细圆柱杆(71)杆及上下底面的圆环(72)组成，三根细圆柱杆(71)均匀分布在圆环上，落锤(6)运动时通过上下圆环(72)；/n该圆柱杆(71)为实心钢质圆柱杆；/n该圆环(72)的外观形状为曲边矩形；/n该混凝土试件支撑支座(8)由底板(81)、两个顶板(82)以及四个侧板(83)组成，顶板(82)及侧板(83)上部均开有螺纹孔；侧板(83)及顶板(82)通过焊接与底板(81)刚性连接；/n该底板(81)的形状结构为：底板(81)主体部分为一个矩形钢板，在延长度方向，距短边处有一弧形槽；同时在沿长度方向，在其短边正中心，各挑出一个短梁；/n该顶板(82)的形状结构为：由一个矩形主体加两个等腰直角三角形支撑板组成，矩形主体在其中心距顶部处有一个螺孔，在其底部中心处，开了一个槽；两个等腰直角三角形支撑板的直角边长70mm，以电焊的方式将一条直角边焊接在开槽的两侧；/n该侧板(83)形状结构为：主体是一个矩形钢板，在距其顶部中心处开有螺孔；/n横杆(9)是一个钢质矩形短杆；/n该装置机身主体(10)为一个矩形盒状物，其外部用钢制薄板封闭；在装置机身主体(10)上部200mm的空间内放置控制部分(1)；由上往下200-1100mm的部位放置电机(2)以及电源(125)；下部200mm的位置用来连接混凝土试件支撑支座(8)；混凝土试件支撑支座(8)刚接在该装置机身主体(10)的外部，与装置机身主体(10)最终形成一个L型结构；/n该卡舌(41)的楔形结构：其斜部的长度为15mm，斜部后是长为70mm，宽为60mm，厚为10mm的六面体，在卡舌(41)靠近该装置机身主体(10)的一条边上有一个沿边通长的界面尺寸为5*5mm的凸起，距离这条边25mm的部位开有一条沿卡舌(41)通宽的60*5*5mm的凹槽；该凹槽内放有一个直径为4mm长度为100的钢圆柱。/n