基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种活动门试验力链分布试验领域，特别涉及一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置。

背景技术：

太沙基活动门试验进行土拱效应研究时，由于散体颗粒材料接触很多，难以通过布置的土压力盒等监测仪器得到材料内部力链的分布情况，同时也难以观察到试验过程中力链分布的变化情况。这是

本技术：
需要着重改善的地方。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，利用压致变色材料直观观察到实验过程中力链分布变化。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，所述试验装置包括一模型箱，模型箱由固定底板将其分为上部的试验区和下部的动力区，固定底板中间设有开口的移动通道，一活动门挡板经变速器与电动机连接，电动机驱动活动门挡板在固定底板的移动通道中上下位移，固定底板和活动门挡板上方间隔布设压力传感器，再放置一定高度的压致变色材料，压力传感器与数据采集仪连接；试验区前后为透明玻璃挡板，在透明玻璃挡板前后方各外置一拍摄装置；活动门挡板在移动通道中缓慢上下位移时，压致变色材料发生内力转移与重分布，压致变色材料力链发生变化，数据采集仪采集模型箱试验区底部的压力变化数据，拍摄装置按设定时间拍摄模型箱试验区内的压致变色材料受力变色图像，借助压致变色材料受力变色的特性，对活动门试验中颗粒材料的力链分布特性进行研究。

所述固定底板和活动门挡板具有10±1cm的厚度，避免活动门挡板位移时与固定底板分离导致压致变色材料漏出。

所述固定底板的固定端与模型箱的侧板固接。

所述数据采集仪、电动机和变速器均放置于模型箱的动力区中。所述电动机经变速器控制活动门挡板的移动方向和速度，以模拟活动试验。

所述拍摄装置放置在模型箱试验区的前后两个方向，用于记录不同试验阶段压致变色材料的力链分布情况。

本实用新型的优越功效在于：

1）利用压致变色材料受力变色的特性，使用该类材料进行活动门试验，可以解决传统土颗粒材料在活动门试验中的不足，利用压致变色材料直观地观察到实验过程中力链分布变化，对活动门试验材料力链分布特性进行更深入的研究；

2）本实用新型可以进行二维条件下活动门试验，研究土拱效应；

3）操作简单，安全可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视图；

图中标号说明

1—模型箱；2—相机；

3—透明玻璃挡板；4—动力区；

5—电动机；6—变速器；

7—压致变色材料；8—活动门挡板；

9—固定底板；10—压力传感器；

11—数据采集仪。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

本实用新型利用压致变色材料的特性，压致变色材料是一种在外力，如压力、剪切力的作用下其发光颜色发生明显改变的材料，材料颗粒受到不同大小的接触力后颜色发生改变，用肉眼观察到颗粒颜色状态，进而了解颗粒接触力链分布特性。

图1示出了本实用新型实施例的结构示意图，图2示出了本实用新型实施例的剖视图。如图1和图2所示，本实用新型提供了一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，所述试验装置包括模型箱1，模型箱1放置于平整场地上，模型箱1由固定底板9将其分为上部的试验区和下部的动力区4，固定底板9中间设有开口的移动通道，一活动门挡板8经变速器6与电动机5连接，电动机5驱动活动门挡板8在固定底板9的移动通道中上下位移，固定底板9的固定端与模型箱的两侧铁挡板固接。固定底板9和活动门挡板8上方间隔5cm均匀布设压力传感器10，然后在固定底板9和活动门挡板8的上方再放置一定高度的压致变色材料7，压致变色材料7的高度大于活动门挡板8的宽度，压力传感器10与数据采集仪11连接；试验区前后为透明玻璃挡板3，在透明玻璃挡板3前后方各外置相机2，相机2正对透明玻璃档板3；活动门挡板8在移动通道中缓慢上下位移时，压致变色材料7发生内力转移与重分布，压致变色材料力链发生变化，数据采集仪11采集模型箱试验区底部的压力变化数据，相机2每30s拍摄一张模型箱试验区内的压致变色材料受力变色图像，借助压致变色材料受力变色的特性，对活动门试验中颗粒材料的力链分布特性进行研究。

所述固定底板9和活动门挡板8具有10±1cm的厚度，避免活动门挡板8位移时与固定底板9分离导致压致变色材料7漏出。

所述数据采集仪11、电动机5和变速器6均放置于模型箱1的动力区4中。所述电动机5经变速器6控制活动门挡板8的移动方向和速度，以模拟活动试验。

所述相机2放置在模型箱1试验区的前后两个方向，用于记录不同试验阶段压致变色材料的力链分布情况。

本实用新型具体实施步骤如下：

1.将压力传感器10间隔布置在活动门挡板8与固定底板9上，间隔大小为5cm，将压力传感器19与数据采集仪11相连，记录试验过程中固定底板9和活动门挡板8上的压力变化；

2.将压致变色材料7放置在固定底板9与活动门挡板8之上，且装填至一定高度，其高度大于活动门挡板的宽度；

3.开启数据采集仪11，进行调试及校正；

4.调试完毕后监测压力传感器10采集的数据，待其稳定；

5.开启相机2，并设置每30s拍摄一张图像记录材料内部力链分布情况；

6.开启电动机5，调整变速器6使活动门挡板8以稳定缓慢的速度下降或上升，进行活动门试验；

7.整理数据，进行分析。

以上所述仅为本实用新型的优先实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，其特征在于：所述试验装置包括一模型箱，模型箱由固定底板将其分为上部的试验区和下部的动力区，固定底板中间设有开口的移动通道，一活动门挡板经变速器与电动机连接，固定底板和活动门挡板上方间隔布设压力传感器，再放置一定高度的压致变色材料，压力传感器与数据采集仪连接；试验区前后为透明玻璃挡板，在透明玻璃挡板前后方各外置一拍摄装置；活动门挡板在移动通道中缓慢上下位移时，数据采集仪采集模型箱试验区底部的压力变化数据，拍摄装置按设定时间拍摄模型箱试验区内的压致变色材料受力变色图像。

2.根据权利要求1所述的基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，其特征在于：所述固定底板和活动门挡板具有10±1cm的厚度。

3.根据权利要求1所述的基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，其特征在于：所述固定底板的固定端与模型箱的侧板固接。

4.根据权利要求1所述的基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，其特征在于：所述数据采集仪、电动机和变速器均放置于模型箱的动力区中。

技术总结
本实用新型公开一种基于压致变色材料的活动门试验力链分布试验装置，包括模型箱，模型箱由固定底板将其分为试验区和动力区，固定底板中间设有开口的移动通道，活动门挡板经变速器与电动机连接，固定底板和活动门挡板上方间隔布设压力传感器，再放置压致变色材料，压力传感器与数据采集仪连接；试验区透明玻璃挡板前后方各外置拍摄装置；活动门挡板在移动通道中缓慢上下位移时，压致变色材料发生内力转移与重分布，压致变色材料力链发生变化，数据采集仪采集底部压力变化数据，拍摄装置按设定时间拍摄压致变色材料受力变色图像。本实用新型的优点是解决传统土颗粒材料在活动门试验中的不足，利用压致变色材料直观观察到实验过程中力链分布变化。

技术研发人员：吕玺琳;赵庾成
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.07.17