一种冲击试验加载系统的制作方法

本发明涉及材料的冲击试验领域，具体涉及一种冲击试验加载系统。

背景技术：

电测条件下的冲击试验是一种通过应变片对钎杆中的输入参数与破碎效率的影响规律进行的研究，是揭示井下岩石冲击破碎的有效方法。但是这种冲击试验难以得到试件在被冲击过程中的光学影像，对于试件的分析角度比较单一。所以，缺乏在冲击过程中钎杆中应力波和试件内的应力分布规律相互影响规律的研究。

因此，亟待对现有的冲击试验加载系统进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种冲击试验加载系统，以解决现有技术中冲击试验中采集信息比较单一、钎杆中应力波和试件内的应力分布规律难以同时采集的问题。

本发明基于冲击实验，作为光弹方法与电测方法同步使用的试验系统，可以揭示冲击条件下钎杆中的输出参数对破碎效率及试件内应力分布规律的影响，为井下冲击破岩的高效作业提供理论支持。

为实现上述目的，本发明提供了一种冲击试验加载系统，包括：

冲击试验加载架，所述冲击试验加载架上设置有试件加载台、位于所述试件加载台上方的钎杆加载台以及位于所述钎杆加载台上方的落锤系统；所述试件加载台用于放置试件，所述钎杆加载台上设置有钎杆，所述落锤系统用于对所述钎杆进行冲击；

电测系统，所述电测系统包括依次电连接的应变片、超动态应变仪以及信号储存分析仪，所述应变片设置在所述钎杆上；

光测系统，所述光测系统包括光源、第一光弹装置、第二光弹装置、延时控制器、相机以及工作站；所述光源发射的光能够依次穿过所述第一光弹装置、试件和第二光弹装置而到达所述相机；所述落锤系统和所述钎杆均与所述延时控制器电连接，以使所述延时控制器获取冲击时间，所述延时控制器与所述相机电连接，所述相机与所述工作站电连接。

可选地，所述钎杆加载台上开设有第一通孔，所述钎杆穿过所述第一通孔，且所述钎杆与所述钎杆加载台之间隔设有绝缘垫圈。

可选地，所述钎杆加载台与所述试件加载台之间设置有钎杆导向台，所述钎杆导向台上开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔同轴，所述钎杆穿过所述第二通孔，并能够在所述第二通孔中滑动。

可选地，所述应变片位于所述钎杆导向台和所述钎杆加载台之间。

可选地，所述落锤系统包括支架、滑轨以及落锤，所述支架固定在所述钎杆加载台上，所述滑轨设置于所述支架上，并能够沿所述支架滑动，所述落锤设置于所述滑轨上，所述落锤与所述延时控制器电连接。

可选地，所述光源为led白闪光灯。

可选地，所述第一光弹装置包括第一试验台、第一透镜以及第一光弹仪，所述第一透镜和所述第一光弹仪均设置于所述第一试验台上的第一轨道上，并能够沿所述第一轨道移动，所述第一轨道沿所述光源的发射的方向设置。

可选地，所述第二光弹装置包括第二试验台、第二透镜以及第二光弹仪，所述第二透镜和所述第二光弹仪均设置于所述第二试验台上的第二轨道上，并能够沿所述第二轨道移动，所述第二轨道沿所述光源的发射的方向设置。

可选地，所述试件加载台上设置有试件支架，用于支撑所述试件。

可选地，所述光源设置在第一三脚架上，所述相机设置在第二三脚架上。

通过该冲击试验加载系统既设置了电测系统，又设置了光测系统，通过延时控制器控制相机在试件被冲击的时刻进行拍摄，同时电测系统通过应变片采集了钎杆在冲击试件时的应变参数，从而实现了对钎杆应变参数的采集和试件应力图片采集的同步进行，揭示冲击条件下钎杆中的输出参数对破碎效率及试件内应力分布规律的影响，为井下冲击破岩的高效作业提供理论支持。

附图说明

图1是本发明一实施方式中冲击试验加载系统的示意图；

图2是本发明一实施方式中冲击试验加载架的正面示意图；

图3是本发明一实施方式中冲击试验加载系统的光路图；

图4是本发明一实施方式中钎杆和绝缘垫圈的装配示意图。

附图标记：

1-试件；

10-冲击试验加载架；11-试件加载台；111-试件支架；12-钎杆加载台；13-落锤系统；131-支架；132-滑轨；133-落锤；14-钎杆；15-绝缘垫圈；16-钎杆导向台；

20-电测系统；21-应变片；22-超动态应变仪；23-信号储存分析仪；

30-光测系统；31-光源；311-第一三脚架；32-第一光弹装置；321-第一试验台；322-第一透镜；323-第一光弹仪；324-第一轨道；33-第二光弹装置；331-第二试验台；332-第二透镜；333-第二光弹仪；334-第二轨道；34-延时控制器；35-相机；351-第二三脚架；36-工作站。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施方式提供一种冲击试验加载系统，参阅图1，该冲击试验加载系统包括：冲击试验加载架10、电测系统20以及光测系统30。

结合图2，所述冲击试验加载架10上设置有试件加载台11、位于所述试件加载台11上方的钎杆加载台12以及位于所述钎杆加载台12上方的落锤系统13；所述试件加载台11用于放置试件1，所述钎杆加载台12上设置有钎杆14，所述落锤系统13用于对所述钎杆14进行冲击；

所述电测系统20包括依次电连接的应变片21、超动态应变仪22以及信号储存分析仪23，所述应变片21设置在所述钎杆14上；

所述光测系统30包括光源31、第一光弹装置32、第二光弹装置33、延时控制器34、相机35以及工作站36；工作站36可以是电脑设备。所述光源31发射的光能够依次穿过所述第一光弹装置32、试件1和第二光弹装置32、最后到达相机35；落锤系统13和所述钎杆14均与所述延时控制器34电连接，以使所述延时控制器34获取冲击时间，所述延时控制器34与所述相机35电连接，所述相机35与所述工作站36电连接。

通过上述方案，当落锤系统13对钎杆14冲击时，超动态应变仪22通过应变片21采集钎杆14的应变参数，并将应变参数输送至信号储存分析仪23储存；同时，在落锤系统13接触钎杆14的时刻，延时控制器34记录该时刻并触发光源31以及相机35，光源31打开，相机35对试件1进行拍摄，并传输至工作站36，工作站36通过分析可获取试件1在受冲击时的变化状况，从而获取应力分布规律。由此，通过该冲击试验加载系统可以实现对钎杆14应变参数的采集和试件1应力图片采集的同步进行，揭示冲击条件下钎杆14中的输出参数对破碎效率及试件1内应力分布规律的影响，为井下冲击破岩的高效作业提供理论支持。

具体地，所述钎杆加载台12上开设有第一通孔，所述钎杆14穿过所述第一通孔，且钎杆14与钎杆加载台12之间隔设有绝缘垫圈15，绝缘垫圈15用于保证钎杆14和落锤系统13之间良好的绝缘性。参阅图4，钎杆14的形状为钉子状，绝缘垫圈15具有一圆形台阶，绝缘垫圈15中心具有通孔，钎杆14穿插在该通孔中。

为了保证钎杆14的冲击方向的稳定性，所述钎杆加载台12与所述试件加载台11之间设置有钎杆导向台16，所述钎杆导向台16上开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔同轴，所述钎杆14穿过第二通孔，并能够在所述第二通孔中滑动。第二通孔可对钎杆14起到导向的作用，保证钎杆14稳定地冲击试件1。

较佳地，所述应变片21位于所述钎杆导向台16和所述钎杆加载台12之间。

对于落锤系统13，主要作用是对钎杆14实施冲击，其具体形式可以有多种，本领域技术人员可以根据各自的需求具体设置，本实施方式给出一种实施例如下：落锤系统13包括支架131、滑轨132以及落锤133，所述支架131固定在所述钎杆加载台12上，所述滑轨132设置于所述支架131上，并能够沿所述支架131滑动，所述落锤133设置于所述滑轨132上，落锤133与延时控制器34电连接，在这里，落锤133和钎杆14都是导体，因此，当两者接触时能够导线，从而激发延时控制器34控制光源31和相机35工作，当然触发光源31和相机35工作的方式并不限于此，只要是能够保证在钎杆14被冲击的时刻光源31和相机35开始工作即可。较佳地，所述光源为led白闪光灯，从而可以取代了激光束加扩束镜的使用。

进一步，所述第一光弹装置32包括第一试验台321、第一透镜322以及第一光弹仪323，所述第一透镜322和所述第一光弹仪323均设置于所述第一试验台321上的第一轨道324上，并能够沿所述第一轨道324移动，所述第一轨道324沿所述光源31的发射的方向设置。其中，所述第一透镜322靠近光源31，第一光弹仪323靠近冲击试验加载架10。第二光弹装置33包括第二试验台331、第二透镜332以及第二光弹仪333，第二透镜332和第二光弹仪333均设置于第二试验台331上的第二轨道上334，并能够沿所述第二轨道334移动，所述第二轨道334沿所述光源31的发射的方向设置。结合图3，第一试验台321和第二试验台331设置于同一水平高度，图3中，s1为光源点，s3为光路的中线，该线用于读者理解，实际看不到，s2为光接收点。光源点s1、第一透镜322的中心点、第一光弹仪323的中心点、第二透镜332的中心点、第二光弹仪333的中心点、光接收点s2位于s3线上，即处于同一直线上。其中，在第一试验台321和第二试验台331上分别设置第一轨道324和第二轨道334，可保证透镜和光弹仪移动的准确性，避免左右偏离，提高了实验光路调节速度，加快了实验进程。

所述试件加载台11上设置有试件支架111，用于支撑试件1。对于试件1，可以采用具有暂时双折射性质的材料。在本实施方式中，试件1为环氧树脂板。

所述光源31设置在第一三脚架311上，所述相机35设置在第二三脚架351上，第一三脚架311和第二三脚架351的高度均可调节。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。