[发明专利]一种用于磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置

说明书

本发明属于试验力学测试技术领域，涉及一种用于磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置。该装置包括置物平台、支撑结构、加速测速结构、导管夹持调节结构和试件夹持结构。支撑结构安装在置物平台上；导管夹持调节结构固定在支撑结构上，用于固定导管；试件夹持结构固定在支撑结构的上部；加速测速结构由光电开关、螺线管、储电装置和测速光电门组成。试件夹持结构用于夹持磁性试件，在触动开关后，将磁性试件释放，通过遮挡光电开关使螺线管通电，将磁性试件加速至目标速度，经过计时器光电门并计时，所用时间由计时器读取，经计算得到磁性试件的最终速度。本发明的整个实验装置速度快、加速稳定、便于搭建，为完成快速贯入试验提供了前提条件。

技术领域

本发明属于试验力学测试技术领域，涉及一种用于磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置。

背景技术

物体贯入颗粒材料一直是工程师和科学家感兴趣的话题之一，最初，研究主要集中在军事应用方面。在近一百年时间里，研究由许多民间应用相关的领域推动，包括：土体和岩石的地下勘探(特别是一些不可接触的位置和外星球表面)，动力击实，打桩、行星的冲击、深海安装锚索和基础，核废料处置，航天飞行器着陆或者飞机降落研究等。因此进行相关的室内模型试验是有必要的。然而由于试件加速装置结构复杂价格昂贵且速度大小具有局限性，不利于实验室进行相关试验。为了解决这一问题，本发明提出了一种用于磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置。

发明内容

本发明针对用于颗粒材料贯入实验中，试验装置复杂、加速不易实现的问题，提供一种简单而又加速稳定的磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置。

本发明的技术方案：

一种用于磁性构件快速贯入颗粒材料的试验装置，包括置物平台1、支撑结构2、加速测速结构4、导管夹持调节结构5和试件夹持结构8；

所述的置物平台1用于放置颗粒材料试验模型；

所述的支撑结构2安装在置物平台1上，用于固定导管夹持调节结构5和试件夹持结构8；

所述的导管夹持调节结构5，固定在支撑结构2上，用于固定导管6；导管夹持调节结构5分为上下两部分，上部固定在支撑结构2的中部，为一端安装有支撑环的条形板，支撑环可在条形板上旋转；下部固定在支撑结构2的下部，为一端设有开孔的条形板，下部条形板的开孔与上部的支撑环相对应；导管6依次穿过上部的支撑环和下部条形板的开孔，固定在导管夹持调节结构5上，通过调节支撑环实现导管6的角度调节，以完成不同要求的试验；导管6位于颗粒材料试验模型的上方；

所述的试件夹持结构8，固定在支撑结构2的上部，用于夹持磁性试件7；磁性试件7的轴线与导管6的轴线重合，导管6使磁性试件7沿试验要求的方向前进；试件夹持结构8上设有开关，通过开关释放磁性试件7；

所述的加速测速结构4，安装在导管夹持调节结构5的下部条形板上；加速测速结构4主要由光电开关9、螺线管10、储电装置11、测速光电门a12和测速光电门b13组成，用于加速磁性试件7并测出磁性试件7的最终速度；所述的光电开关9连接螺线管10，通过螺线管10缠绕在导管6的外壁上；储电装置11的一端与光电开关9相连，另一端与螺线管10相连；所述的测速光电门a12和测速光电门b13通过计时器连接线14相连，二者沿导管6的轴线从上往下依次排布在导管6下部的外壁上；

试验时，打开试件夹持结构8的开关，释放磁性试件7，磁性试件7下落至光电开关9时，储电装置11释放电量，使螺线管10通电并产生磁场，对磁性试件7加速至目标速度，完成磁性试件7的加速过程；磁性试件7依次经过测速光电门a12和测速光电门b13，经过测速光电门a12时开始计时，经过测速光电门b13停止计时，所用时间由计时器3读取，经计算得到磁性试件7的最终速度。

所述的置物平台1、支撑结2、导管夹持调节结构5和试件夹持结构8，由低碳钢制成；所述的磁性试件7由铸铁制成。