[发明专利]落锤冲击加载系统

说明书

技术领域

本发明属于落锤冲击实验的技术领域，特别涉及一种落锤冲击加载系统。

背景技术

建筑物在使用过程中除了要承受静载外还会承受其他动荷载，例如，桥 墩受船体的撞击等一系列的冲击荷载，这种冲击荷载对结构的影响比较大的。 因而研究结构构件在冲击荷载作用下的力学性能是十分有必要的，在实验中 为了保证结果的准确性，一般实验结构构件会按照实际工程中的构件按一定 比例缩放，而且缩放程度不会过大。冲击实验机需要提供几万焦甚至几十万 焦的冲击能量，这给设计制作实验机带来许多问题。第一，落锤实验机是否 具备足够的高度使锤头下落后具有较大的冲击能量，锤头的冲击能量是由锤 头质量和锤头冲击高度决定。第二，能否使锤头在准确的高度自由落体，控 制锤头下落高度可以得到结构构件在不同冲击荷载作用下的力学性能。第三， 落锤实验机能否对冲击实验数据进行采集，主要是对冲击力和冲击能量的检 测。第四，落锤实验机能否实现对各种不同构件进行冲击实验，特别是对节 点、框架，在施加轴力的同时，进行冲击实验。目前的实验机较难解决以上 四个问题。

比如，某力学所冲击实验室内自行研制的DHR9401落锤实验机，实验 机高度13.47m，落锤质量最大200kg，该实验机能对尺寸较小的梁、柱进 行冲击实验。由于落锤质量较小，冲击能量较小，无法破坏尺寸较大的钢管 混凝土结构。同时无法对节点、框架进行冲击实验。某大学研发一种高性能 试验机，高16m，锤头最重可达824.2kg，可以满足各种实验构件所需的冲 技能量，同时利用压电传感器检测锤头冲击力，安装高性能摄像机观察整个 冲击过程。然而该实验机只能对梁、柱进行冲击实验，且结构复杂，锤击精 度差，成本较高。因此，现有的落锤试验机还有很多不足，对于节点、框架 在受轴向荷载的同时进行冲击实验的存在技术空白。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种落锤冲击加载系统，解决 了落锤冲击加载系统的冲击精确度及冲击破坏力度问题，能够对梁、柱、节 点及框架分别进行冲击实验，而且这种落锤冲击加载系统成本较低。

本发明提供了一种落锤冲击加载系统，其特征在于，包括：中空设置的 支撑架体结构以及悬设于所述支撑架体结构内且与所述支撑架体结构滑动连 接的冲击落锤结构，所述支撑架体结构包括固设于基础上的格构式机架本体 以及对应所述冲击落锤结构的相对两侧设置的一对导向柱，所述落锤结构包 括落锤本体以及对应设于落锤本体下方的柱支座，所述落锤本体的相对两侧 设有对应连接所述导向柱的滑移导轨，所述柱支座固定于基础上。

优选地，所述支撑架体结构还包括固接且供于加固所述导向柱的立柱支 撑，所述立柱支撑经由多个横撑与所述格构式机架本体相连接。

优选地，所述落锤本体还拆卸式连接有至少一个加载板。

优选地，还包括供于施加静载的一对门式框架，两个门式框架分别对向 设于所述格构式机架本体的相对两侧。

优选地，所述门式框架包括间隔对向设置的两个门式立柱，两个所述门 式立柱间跨设有门式框架横梁，所述门式框架横梁上设有多个用于固定千斤 顶的门式固定孔。

优选地，还包括设于格构式机架本体一侧且供于固定节点悬臂端的节点 固定柱，所述节点固定柱的底端固设于基础上，所述节点固定柱沿所述节点 固定柱的径向间隔排设有多个固定孔。

优选地，所述节点固定柱高度为2M，所述固定孔等间距设置于所述节 点固定柱高度的0.8M至1.5M区段，且同一高度的所述固定孔成对设置。

优选地，还包括设于基础上的一对梁支座，两个梁支座分别对向设于所 述格构式机架本体的相对两侧。

优选地，所述梁支座具有一支座底板，所述支座底板上设有条状滑移孔， 支撑所述梁支座的所述基础上延伸有滑移螺栓杆，所述滑移螺栓杆与所述条 状滑移孔滑动连接，以供调节两个所述梁支座的间距。

优选地，还包括分别与所述落锤连接的高度控制装置、气控提升装置以 及锤头冲击检测设备，所述高度控制装置中的编码器与所述气控提升装置中 的卷扬机相连。