一种工程力学碰撞实验装置

xiaoxiao2026-07-20  26


本技术涉及碰撞实验,具体涉及一种工程力学碰撞实验装置。


背景技术:

1、程力学是培养具备力学基础理论知识、计算和实验能力的一门学科,并保证在各种工程(如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等)中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的顺利进行,工程力学中的碰撞实验通常用来研究物体在碰撞过程中的动能转化、动量守恒等问题,碰撞实验可以分为完全弹性碰撞和非完全弹性碰撞两种情况。

2、目前,一般用简单的实验装置进行实验,实验时,将冲击体从斜面滑下,撞击待测物以及压力传感器,测得数据,此种实验装置比较简陋,冲击体从斜面滑动转为平面滑动时会有动能损失,而且冲击体直接与斜面以及平面接触会有摩擦损耗。现有的碰撞实验装置在使用时,对于摩擦力的处理不够,实验结果不够精确。

3、现有技术中提出了一种工程力学碰撞实验装置(公开号为cn217980730u)的中国专利,来解决上述存在的技术问题,该专利文献所公开的技术方案如下:夹持器安装于底板上,压力传感器安装于冲击块朝向夹持器的一端,冲击块上设有显示压力数值的显示屏,用于解决现有的碰撞实验装置在使用时,对于摩擦力的处理不够,实验结果不够精确的问题,但是该方案中,对活动的冲击体仅利用三面的磁力和拉绳进行限位,在冲击过程中冲击体以发生晃动,进而影响实验结果的稳定性;此外,通过拉绳进行传动的方式在绳子本身内部弹力及摩擦力的作用下均会对检测结果造成影响,进而影响实验结构的准确性,同时磁悬浮的方式实施成本往往较高,进而不利于实际的应用。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种工程力学碰撞实验装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:

3、一种工程力学碰撞实验装置,包括底座;底座的内壁之间滑动连接有升降台,底座的内部设置有用于控制升降台上升或下降的提升组件,升降台的底部开设有定位槽,升降台的底部活动设置有碰撞块,碰撞块的顶部固定连接有对接头,定位槽的内部设置有定位组件,定位组件用于将对接头与定位槽之间进行固定,升降台的顶部设置有释放组件,释放组件用于控制定位组件解锁以释放碰撞块进行实验,底座的内壁之间滑动连接有受力板,受力板的下方设置有用于控制受力板高度的调节组件,碰撞块部分设置为与底座内壁相接触的柱体结构。

4、采用上述技术方案,通过设置竖直的测试通道,利用竖直作用下的重力作用产生的碰撞进行检测,需要克服斜面环境下的摩擦力和磁悬浮作用下的不稳定性,并利用圆柱结构与底座内壁较小的接触面以最大化地减少摩擦力的影响,同时具有较高的稳定性,进而方便了测试的进行。

5、本实用新型技术方案的进一步改进在于:提升组件包括开设于底座一侧的升降槽,升降槽内壁的顶部与底部之间转动连接有丝杆,底座的顶部固定安装有电机,电机的输出端延伸至底座的内部且与丝杆的顶部固定连接,丝杆的外侧螺纹连接有滑块,滑块的外侧与升降槽的内壁滑动连接,升降台固定连接在升降槽的一侧。

6、采用上述技术方案,通过控制电机工作,即可带动丝杆转动,进而使得滑块活动,带动升降台活动,并通过升降台带动与之完成固定的碰撞块升降活动。

7、本实用新型技术方案的进一步改进在于:定位组件包括卡槽,卡槽开设于对接头的外侧,卡槽设置为环形槽,定位槽的内壁对称开设有滑槽,滑槽的内壁之间均滑动连接有卡块,卡块的一侧与滑槽内壁的一侧之间固定连接有第一弹簧,卡块远离第一弹簧的一侧延伸至定位槽的内部且与卡槽配合使用,卡块远离第一弹簧的一侧设置有斜面。

8、采用上述技术方案,在升降台拾取碰撞块时,通过使卡块卡入卡槽,即可完成对接头的固定,即使得碰撞块与升降台完成固定。

9、本实用新型技术方案的进一步改进在于:释放组件包括安装钣金,安装钣金固定连接在升降台的顶部,升降台的一侧固定安装有电动伸缩杆,电动伸缩杆的活动端固定连接有联动板,卡块的顶部均开设有连通槽,卡块的两侧均开设有贯通至连通槽内部的传动槽,升降台的顶部对称滑动连接有解锁杆,解锁杆的顶端均与联动板的底部固定连接,解锁杆的底端均延伸至连通槽的内部且固定连接有传动杆,传动杆的外侧与传动槽的内壁滑动连接,传动槽设置为斜槽。

10、采用上述技术方案,通过控制电动伸缩杆伸出,将联动板向下活动,带动两个解锁杆向下活动,进而带动传动杆活动并向下挤压传动槽,使得卡块向相远离的一侧活动,进而离开卡槽,使得对接头与定位槽脱离接触。

11、本实用新型技术方案的进一步改进在于:调节组件包括载板,载板的底部对称滑动连接有限位杆,限位杆的顶端延伸至载板的上方且与受力板的顶部固定连接,限位杆的底部固定连接有限位板,载板的顶部固定安装有压力传感器,底座的一侧对称开设有条形槽,载板的一侧对称滑动连接有操作杆,操作杆的一端固定连接有随动板,操作杆的外侧且位于载板与随动板之间套有第二弹簧,操作杆远离随动板的一端通过条形槽延伸至底座的外侧且固定连接有操作板,操作板远离操作杆的一侧设置有把手,底座的两侧均开设有多个定位孔,随动板远离操作杆与操作板靠近操作杆的一侧固定连接有定位销,定位销与定位孔配合使用,底座靠近条形槽的一侧设置有刻度。

12、采用上述技术方案,通过拉动把手,使得操作板活动,进而通过操作杆带动随动板活动,使得第二弹簧受挤压,同时带动定位销离开定位孔,进而使得受力板能够在竖直方向上进行滑动,当滑动至合适位置时使定位销复位卡入定位孔中,即实现受力板高度的调节。

13、本实用新型技术方案的进一步改进在于:底座的一侧设置有带可视窗的盖板。

14、采用上述技术方案,便于通过可视窗观察底座内部的情况。

15、本实用新型技术方案的进一步改进在于:底座的外侧固定连接有显示面板,压力传感器与显示面板电性连接。

16、采用上述技术方案,便于通过显示面板显示压力传感器检测到的冲击力情况。

17、由于采用了上述技术方案,本实用新型相对现有技术来说,取得的技术进步是:

18、1、本实用新型提供一种工程力学碰撞实验装置,通过设置竖直的测试通道,利用竖直作用下的重力作用产生的碰撞进行检测,需要克服斜面环境下的摩擦力和磁悬浮作用下的不稳定性,并利用圆柱结构与底座内壁较小的接触面以最大化地减少摩擦力的影响,同时具有较高的稳定性,进而方便了测试的进行,提高了检测结果的准确性,有利于实际的应用。

19、2、本实用新型提供一种工程力学碰撞实验装置,通过设置调节组件,能够通过时定位销与定位孔脱离时对受力板位置进行调节,并在受力板滑动至合适位置时,使得定位销卡入对应定位孔完成固定,进而完成对受力板高度的调节,进而能够实现测试不同冲击高度下的碰撞效果,即完成对冲击力的调节,以满足不同冲击力下的碰撞实验需求,增加了检测的客观变量,大大提高了实验结构的客观性。



技术特征:

1.一种工程力学碰撞实验装置,包括底座(1);其特征在于:所述底座(1)的内壁之间滑动连接有升降台(5),所述底座(1)的内部设置有用于控制升降台(5)上升或下降的提升组件,所述升降台(5)的底部开设有定位槽(6),所述升降台(5)的底部活动设置有碰撞块(7),所述碰撞块(7)的顶部固定连接有对接头(8),所述定位槽(6)的内部设置有定位组件,所述定位组件用于将对接头(8)与定位槽(6)之间进行固定,所述升降台(5)的顶部设置有释放组件,所述释放组件用于控制定位组件解锁以释放碰撞块(7)进行实验,所述底座(1)的内壁之间滑动连接有受力板(22),所述受力板(22)的下方设置有用于控制受力板(22)高度的调节组件,所述碰撞块(7)部分设置为与底座(1)内壁相接触的柱体结构。

2.根据权利要求1所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述提升组件包括开设于底座(1)一侧的升降槽(2),所述升降槽(2)内壁的顶部与底部之间转动连接有丝杆(3),所述底座(1)的顶部固定安装有电机(31),所述电机(31)的输出端延伸至底座(1)的内部且与丝杆(3)的顶部固定连接,所述丝杆(3)的外侧螺纹连接有滑块(4),所述滑块(4)的外侧与升降槽(2)的内壁滑动连接,所述升降台(5)固定连接在升降槽(2)的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述定位组件包括卡槽(9),所述卡槽(9)开设于对接头(8)的外侧,所述卡槽(9)设置为环形槽,所述定位槽(6)的内壁对称开设有滑槽(10),所述滑槽(10)的内壁之间均滑动连接有卡块(11),所述卡块(11)的一侧与滑槽(10)内壁的一侧之间固定连接有第一弹簧(13),所述卡块(11)远离第一弹簧(13)的一侧延伸至定位槽(6)的内部且与卡槽(9)配合使用,所述卡块(11)远离第一弹簧(13)的一侧设置有斜面。

4.根据权利要求3所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述释放组件包括安装钣金(18),所述安装钣金(18)固定连接在升降台(5)的顶部,所述升降台(5)的一侧固定安装有电动伸缩杆(19),所述电动伸缩杆(19)的活动端固定连接有联动板(17),所述卡块(11)的顶部均开设有连通槽(12),所述卡块(11)的两侧均开设有贯通至连通槽(12)内部的传动槽(14),所述升降台(5)的顶部对称滑动连接有解锁杆(15),所述解锁杆(15)的顶端均与联动板(17)的底部固定连接,所述解锁杆(15)的底端均延伸至连通槽(12)的内部且固定连接有传动杆(16),所述传动杆(16)的外侧与传动槽(14)的内壁滑动连接,所述传动槽(14)设置为斜槽。

5.根据权利要求4所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述调节组件包括载板(23),所述载板(23)的底部对称滑动连接有限位杆(24),所述限位杆(24)的顶端延伸至载板(23)的上方且与受力板(22)的顶部固定连接,所述限位杆(24)的底部固定连接有限位板,所述载板(23)的顶部固定安装有压力传感器(29),所述底座(1)的一侧对称开设有条形槽(20),所述载板(23)的一侧对称滑动连接有操作杆(25),所述操作杆(25)的一端固定连接有随动板(30),所述操作杆(25)的外侧且位于载板(23)与随动板(30)之间套有第二弹簧(28),所述操作杆(25)远离随动板(30)的一端通过条形槽(20)延伸至底座(1)的外侧且固定连接有操作板(26),所述操作板(26)远离操作杆(25)的一侧设置有把手,所述底座(1)的两侧均开设有多个定位孔(21),所述随动板(30)远离操作杆(25)与操作板(26)靠近操作杆(25)的一侧固定连接有定位销(27),所述定位销(27)与定位孔(21)配合使用,所述底座(1)靠近条形槽(20)的一侧设置有刻度。

6.根据权利要求5所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述底座(1)的一侧设置有带可视窗的盖板。

7.根据权利要求6所述的一种工程力学碰撞实验装置,其特征在于:所述底座(1)的外侧固定连接有显示面板(32),所述压力传感器(29)与显示面板(32)电性连接。


技术总结
本技术公开了一种工程力学碰撞实验装置,涉及碰撞实验技术领域,包括底座;底座的内壁之间滑动连接有升降台,底座的内部设置有用于控制升降台上升或下降的提升组件,升降台的底部开设有定位槽,升降台的底部活动设置有碰撞块,碰撞块的顶部固定连接有对接头,定位槽的内部设置有定位组件,定位组件用于将对接头与定位槽之间进行固定。本技术通过设置竖直的测试通道,利用竖直作用下的重力作用产生的碰撞进行检测,不需要克服斜面环境下的摩擦力和磁悬浮作用下的不稳定性,并利用圆柱结构与底座内壁较小的接触面以最大化地减少摩擦力的影响,同时具有较高的稳定性,进而方便了测试的进行,提高了检测结果的准确性。

技术研发人员:王泽轩,谢军
受保护的技术使用者:河北建筑工程学院
技术研发日:20240229
技术公布日:2024/9/23
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