[发明专利]一种机械式检测文物防震装置力学参数的设备及检测方法

权利要求书

1.一种机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：包括：端部支架（1）、装置拉杆（2）、支撑杆（3）、顶推杆（5）以及传感器（4）；

所述端部支架（1）竖直设置，所述端部支架（1）的下端与防震装置下板（7）固定连接，并通过预留接口与装置拉杆（2）、支撑杆（3）相连接，所述端部支架（1）的顶端与防震装置上板（6）齐平，且所述端部支架（1）的顶部装载有顶推杆（5）和传感器（4），所述传感器（4）与顶推杆（5）固定连接，并且所述传感器（4）与防震装置上板（6）接触连接；

所述装置拉杆（2）的一端与所述端部支架（1）固定连接，装置拉杆（2）的另一端与所述防震装置下板（7）固定连接，所述装置拉杆（2）平行设置于所述防震装置下板（7）底部；

其中，所述装置拉杆（2）包括端部卡扣件（21）、中部拉杆（22）和后部拉杆（23），其中所述端部卡扣件（21）为U型弯头卡扣件，U型弯头卡扣件与防震装置下板（7）的另一端卡紧固定连接，所述端部卡扣件（21）、后部拉杆（23）分别与所述中部拉杆（22）的两端通过销轴固定连接，并根据防震装置下板（7）的长度通过调节中部拉杆（22）的长度，使所述装置拉杆（2）与所述端部支架（1）拉紧形成整体，且与所述防震装置下板（7）无相对位移。

2.根据权利要求1所述的机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：所述传感器（4）包括位移传感器（41）和力传感器（42），所述力传感器（42）与所述顶推杆（5）的一端固定连接，且所述力传感器（42）与防震装置上板（6）侧面接触连接，用于采集顶推杆工作状态的力，所述位移传感器（41）与顶推杆（5）的一端固定连接，且所述位移传感器（41）与防震装置上板（6）侧面接触连接，用于采集顶推杆工作状态下防震装置上板（6）与防震装置下板（7）的相对水平位移。

3.根据权利要求2所述的机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：所述端部支架（1）的下端一侧沿水平方向设置有U型卡槽（11），所述U型卡槽（11）与所述防震装置下板（7）的一端卡紧固定连接，并通过销轴与所述装置拉杆（2）固定连接。

4.根据权利要求1所述的机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：所述支撑杆（3）包括竖向螺杆（31）和水平丝杆（32），所述竖向螺杆（31）与所述端部支架（1）下端尾翼（12）通过尾翼螺栓孔（13）连接，所述竖向螺杆（31）的底面螺帽（33）与防震装置地脚处于同一水平面上，并支撑于地面或者楼面上。

5.根据权利要求1所述的机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：所述顶推杆（5）包括水平螺杆（51）和手摇柄（52），所述水平螺杆（51）与所述端部支架（1）的上部螺栓孔（14）连接，所述顶推杆（5）与防震装置上板（6）处于同一个水平面上，通过所述手摇柄（52）带动所述水平螺杆（51）朝所述防震装置上板（6）方向水平移动，以使所述防震装置上板（6）与防震装置下板（7）产生相对位移。

6.根据权利要求1所述的机械式检测文物防震装置力学参数的设备，其特征在于：所述端部支架（1）的腰部设置有加劲肋（15）。

7.采用如权利要求1-6中任一项权利要求所述的设备的文物防震装置力学参数的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.将端部支架（1）的下端与防震装置下板（7）卡紧固定，并与装置拉杆（2）的一端连接；

S2.根据防震装置下板（7）的长度调节装置拉杆（2）的长度，使装置拉杆（2）的另一端扣紧防震装置下板（7）；

S3.将支撑杆（3）与端部支架（1）连接，并调节其上下位置，使支撑杆（3）与地面或者楼面接触顶紧；

S4.将顶推杆（5）与端部支架（1）连接，并与传感器（4）固定，将传感器（4）与防震装置上板（6）侧面接触连接；

S5.调节顶推杆（5）的水平位移，带动传感器（4）及防震装置上板（6）同步移动，防震装置下板（7）及端部支架（1）固定不动，使防震装置上板（6）和防震装置下板（7）产生相对位移，并读取传感器（4）的相应数值。

8.根据权利要求7所述的文物防震装置力学参数的检测方法，其特征在于：还包括如下步骤：

S6.使所述防震装置上板（6）在预定位置稳定停留10秒以上，并通过位移传感器（41）读出所述防震装置上板（6）和防震装置下板（7）的相对位移大小值及通过力传感器（42）同时刻记录对应的力数值；

S7.重复步骤S1~S6，以所述防震装置上板（6）和防震装置下板（7）的相对位移20mm为起始数据，在防震装置设计行程内按七等分均匀设定七个测量点为一组数据，至少测量三组数据作为数据采集对象；

S8.根据步骤S7中每组数据的位移大小值及所对应力的大小值，由最小二乘法拟合，根据公式K=F/D得到每个测量数据中防震装置的力学参数刚度K值，其中，D为防震装置上板和防震装置下板之间的相对位移大小值，F为产生相对位移所需施加的水平推力数值；

S9.每组数据中所得七个刚度K值，当满足其极差不超过平均值的30%时，取其平均值为本组数据有效值，测量三组数据平均值，以得出防震装置力学参数实际值。