一种用于竹木结构模型的水平冲击力加载仪的制作方法

本实用新型涉及力学测量装置，特别涉及水平冲击力加载仪，属于力学测试仪技术领域。

背景技术：

目前，大学生结构模型设计大赛中对模型结构强度的测量方式主要分为静力加载和动力加载。在动力加载的方法中，突加水平荷载能够很好的检测模型的结构强度。已知的水平突加荷载方法如铁球斜坡冲击法，利用斜坡使铁球获得一定的速度然后撞击到模型上，从而对模型施加一定的动力。这种装置结构简单，但不能精确测出冲击力的大小，也不能方便的调节加载位置，且为不同尺寸模型制作规格不同的铁球也会增加经济成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服目前的模型结构强度测量中存在的上述问题，提供一种用于竹木结构模型的水平冲击力加载仪。

为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案：一种用于竹木结构模型的水平冲击力加载仪，包括基座，在基座上固定连接有固定板，基座后部固定连接有立柱，冲击筒的后端可升降连接固定在立柱上，冲击筒的轴向为水平方向，所述的冲击筒包括透明的带刻度的外壳，在冲击筒中心固定连接有中心导杆，弹簧穿设在导杆上且后端固定，弹簧的前端与冲击锤固定连接，冲击锤滑动套设在导杆上，在冲击筒内设置有与中心导杆相平行的指针轴，在指针轴上滑动穿设有指针块，指针块上连接有指针和弹性钢片，弹性钢片斜向前，弹性钢片的上端位于冲击锤的直径范围内， 冲击锤前设置有阻拦杆，在冲击筒壁上开设有轴向的长缝，所述的阻拦杆包括拉柄，拉柄位于长缝外，拉柄上连接有拉杆，拉杆穿过长缝伸入冲击筒内，拉杆可沿长缝径向移动，拉杆上连接有Y形的阻挡件，所述的Y形的阻挡件的开口大于冲击锤的直径；进一步的；所述的立柱上设置有上下方向的长孔，冲击筒后端固定连接有螺栓，螺栓穿设在长孔中，螺栓上旋接有锁紧螺母，松开锁紧螺母冲击筒可沿长孔升降，拧紧锁紧螺母可将冲击筒固定。

本实用新型的积极有益技术效果在于：本实用新型所述的加载仪操作简单，原理清晰，试验成本低，便于组装与后期维护，能够方便的完成试验任务。通过能量转换及冲量定理将结构模型的强度量化，便于观察，克服了现有技术中竹木模型加载仪器施力大小的未知性，解决了目前竹木结构模型动力加载装置领域的空缺，为竹木结构模型动力加载提供了可靠的数据来源及理论依据。

附图说明

图1是本实用新型的整体示意图。

图2是本实用新型的主视示意图。

图3是冲击筒内的结构示意图。

图4是本实用新型的侧视示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施实例。这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。

结合附图对本实用新型进一步详细的解释，附图中各标记为：1：基座；2：立柱；3：固定板；4：冲击筒；5：刻度；6:中心导杆；7：长缝；8：长孔；9：锁紧螺母；10：弹簧；11：冲击锤；12：指针轴；13：指针；14：指针块；15：弹性钢片；16：拉柄；17：拉杆；18：Y形的阻拦件。

如附图所示，一种用于竹木结构模型的水平冲击力加载仪，包括基座1，在基座上固定连接有固定板3，基座后部固定连接有立柱2，冲击筒4的后端可升降连接固定在立柱上，详细的可升降连接为：所述的立柱上设置有上下方向的长孔8，冲击筒后端固定连接有螺栓，螺栓穿设在长孔中，螺栓上旋接有锁紧螺母9，松开锁紧螺母冲击筒可沿长孔升降，拧紧锁紧螺母可将冲击筒固定，也可以选择立柱为升降套管式，冲击筒连接在升降套管上实现升降。冲击筒的轴向为水平方向，所述的冲击筒包括透明的带刻度的外壳，5所示刻度，在冲击筒中心固定连接有中心导杆6，弹簧10穿设在导杆上且后端固定，弹簧的前端与冲击锤11固定连接，冲击锤滑动套设在导杆上，可在导杆上涂敷润滑剂以减少摩擦，在冲击筒内设置有与中心导杆相平行的指针轴12，指针13连接在指针块14上，指针块穿设在指针轴上，指针块与指针轴之间有摩擦力，所述的指针块上连接有弹性钢片15，弹性钢片斜向前，弹性钢片的上端位于冲击锤的直径范围内， 由于弹性钢片斜向前，当冲击锤弹出时，指针块并不随冲击锤向前移动，当冲击锤弹回时，冲击锤会顶着弹性带的的端部一起移动，从而带动指针移动，这时可以依据刻度读出弹簧的压缩量，冲击锤前设置有阻拦杆，在冲击筒壁上开设有轴向的长缝7，所述的阻拦杆包括拉柄16，拉柄位于长缝外，拉柄上连接有拉杆17，拉杆穿过长缝伸入冲击筒内，拉杆可沿长缝径向移动，拉杆上连接有Y形的阻挡件18，所述的Y形的阻挡件的开口大于冲击锤的直径。

测试时，将所述试验结构模型固定于试验仪基座上，使模型挂有刚性板的一侧紧贴于中心导杆，手动调节阻拦杆，改变弹簧的压缩量，向外拔出阻拦杆后，冲击锤前部失去了阻挡，冲击锤随弹簧一起弹出，撞击到模型上，利用能量守恒定律及动量定理换算得出冲击锤施加给模型的水平冲击力。具体如下：

步骤一：用固定螺栓将模型固定在固定板上，调节锁紧螺栓将冲击筒固定在合适高度；

步骤二：通过调节阻拦杆位置调节弹簧压缩长度到x1；

步骤三：抽出阻拦杆释放冲击锤，冲击锤撞击到模型加载区并回弹使弹簧压缩x2,测量撞击时间为t（t为从冲击锤接触到模型到与模型分离的时间，运用MCS一51微处理器精密测量弹性体打击时间的方法测定）；

步骤四：计算。阻拦杆拔出后弹簧的弹性势能kx1²/2转化为冲击锤的动能mv1²/2，冲击锤撞击到装置后的动能mv2²/2又转化为弹簧的弹性势能kx2²/2，由此得v1及v2，以冲击锤为研究对象，结合通过时间测量仪器得到的时间t，运用冲量定理Ft=mv2-mv1求出F。

在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。