[发明专利]一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置

权利要求书

1.一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：包括：实验架、实验台、加载系统、分压装置，所述实验架由底座、侧护梁、顶梁、前挡板以及后挡板组成，所述底座和顶梁被侧护梁固定连接，所述底座上部和顶梁下部设有滑道，用于支撑和约束前挡板和后挡板，所述前挡板和后挡板下部分别设有两个定向轮，保证其沿滑道移动；所述实验台由固定实验台、移动实验台以及可控压力气囊组成，所述固定实验台固定于底座上，用于支撑试验对象，所述移动实验台可在底座上移动，并低于固定实验台，所述可控压力气囊放置于移动实验台上方，用于模拟变压力支撑体；所述加载系统由液压缸体、活柱、压盘组成，所述液压缸体固定于顶梁上，用于固定试验对象和施加载荷，所述压盘与活柱端部采用螺纹连接，根据试验对象的尺寸可更换压盘；所述分压装置由方形钢板、刚性弹簧、弹簧支撑板组成，所述方形钢板与其上方的压盘固定在一起，保证每组刚性弹簧位移相等，所述刚性弹簧的刚度可根据实际应力场调节，所述弹簧支撑板位于刚性弹簧的两端，上方与方形钢板接触，下方与缓冲垫接触；试验对象与固定实验台、移动实验台、可控压力气囊、压盘、弹簧支撑板之间存在缓冲垫，防止加载时试验对象表面的损耗。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：所述实验架是一个开闭空间，由前挡板和后挡板控制开闭，前挡板和后挡板可通过销钉固定在侧护梁上。

3.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：所述固定实验台通过螺栓与底座固定在一起，所述移动实验台可在底座上方中央滑道内平移。

4.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：所述压盘与方形钢板采用螺栓固结在一起。

5.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：沿试验对象延伸方向上所述刚性弹簧的弹簧系数不同，用于模拟非均布应力场，其与弹簧支撑板之间采用螺钉和钢片固定连接，并可拆卸。

6.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：所述可控压力气囊配有压力控制阀，变形压缩过程中气压可保持恒定，可控压力气囊的数量根据移动试验台的尺寸确定。

7.根据权利要求1所述的一种悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置，其特征在于：所述悬臂梁结构断裂瞬间释放动载的实验装置的使用方法具体包括如下步骤：

S1：实验准备：根据试验对象的尺寸，选择并确定压盘、方形钢板、移动实验台；根据试验对象的受力环境，选择并确定刚性弹簧的数量和刚度系数以及可控压力气囊的数量和压力阈值；

S2：平台搭建：滑动后挡板封闭实验架的后面，并用销钉将后挡板固定在侧护梁上，同时，滑动前挡板打开实验架的前面；通过实验架的前面依次安装移动实验台、压盘、方形钢板；在固定实验台上平铺缓冲垫，并通过铲车将试验对象安放到固定实验台上，保持铲车支撑状态的同时，在试验对象上平铺缓冲垫，通过液压加载控制活柱的伸长，直到压盘与试验对象压紧为止，保持液压缸压力恒定的同时撤下铲车；将组装好的刚性弹簧和弹簧支撑板安放到试验对象上方，将可控压力气囊安放到移动实验台上方；随后滑动前挡板封闭实验架的前面，并用销钉将前挡板固定在侧护梁上；

S3：加载测试：通过液压加载控制活柱的伸长，直至方形钢板与弹簧支撑板紧密接触为止，记录此时活柱的伸长量；随后，以一定的速度缓慢增加液压缸内的油压，直至试验对象断裂破坏为止，记录此时的活柱伸长量并分析观察试验对象的断裂破坏特征，加载过程中采用声发射监测系统监测试验对象断裂瞬间的震动信号。