专利名称：一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试柔性结构动力特性参数的装置，属于建筑工程试验技术领域。
背景技术：
建筑工程结构的动力参数(如固有频率、振型等)是其进行动力分析和评价的关键。对于结构的固有频率，实验测定比理论计算更为容易和直接地反应结构在真实的边界条件、材质等条件下的实际结果。最早采用简谐激励法测定结构固有频率，该方法需由低到高逐一进行频率扫描，比较费时、烦琐。在谱分析技术应用以后，发展了用脉冲载荷作激励的冲击激励法(或称锤击法)，该方法操作简单，容易获得较大的激励力，可激起较高阶的固有频率，因此在工业与民用建筑工程结构的固有频率测试中获得广泛的应用。力锤是应用锤击法进行结构动力测试必备的主要工具，在力锤上安装力传感器，同时采集冲击力信号和响应信号，经传递函数分析来可以获得结构的各阶固频及阻尼等动力参数。但是，采用大型力锤无法测试柔性结构动力特性参数。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，以解决采用大型力锤无法测试柔性结构动力特性参数的问题。实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，所述的轻型力锤装置包括圆柱体锤头、圆柱体锤柄、第一弹簧垫、高灵敏度力传感器、第二弹簧垫、螺栓及冲击衬垫，圆柱体锤头一端面中心处设有轴向螺纹孔，圆柱体锤柄的一端与圆柱体锤头外侧面的中部焊接，所述的冲击衬垫的一端面的中心处加工有与螺栓的六角头相配合的六角形孔和与第二弹簧垫相配合安装孔，高灵敏度力传感器为环形，螺栓的螺杆依次穿过第二弹簧垫、高灵敏度力传感器及第一弹簧垫与圆柱体锤头的轴向螺纹孔螺纹连接，第二弹簧垫设置在冲击衬垫的安装孔内，螺栓的六角头设置在冲击衬垫的六角形孔内。优选的是:所述的圆柱体锤头的直径为50mm，圆柱体锤头的长度为120mm。优选的是，所述的圆柱体锤柄的直径30mm，圆柱体锤柄的长度为200mm。优选的是，所述的冲击衬垫为金属冲击衬垫、尼龙冲击衬垫、毛毡冲击衬垫或橡胶冲击衬垫。本实用新型相对于现有技术的有益效果是:本实用新型利用轻型力锤测试刚度和质量均较轻的结构的自振特性，可以用锤击法测试尺寸较小、刚度较差、质量较轻的结构的自振频率、自振振型等特性，依据锤击法测试结构振动特性的原理，利用螺栓将高灵敏度力传感器固定到圆柱体锤头的一端(冲击端)，螺栓的六角头加装冲击衬垫，圆柱体锤头与圆柱体锤柄采用焊接连接方式。本轻型力锤装置结构简单，小巧方便、操作灵活，能够测试大型力锤无法完成的柔性或小型结构的动力特性参数。
图1为一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置的整体结构主视图；图2为图1中的A处放大图。图中，圆柱体锤头1、圆柱体锤柄2、第一弹簧垫3、高灵敏度力传感器4、第二弹簧垫5、螺栓6、冲击衬垫7。
具体实施方式
具体实施方式
一:如图1及图2所示，一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，所述的轻型力锤装置包括圆柱体锤头1、圆柱体锤柄2、第一弹簧垫3、高灵敏度力传感器4、第二弹簧垫5、螺栓6及冲击衬垫7，圆柱体锤头I 一端面中心处设有轴向螺纹孔，轴向螺纹孔的公称直径为20mm，轴向螺纹孔深为20mm，用以安装螺栓6，圆柱体锤柄2的一端与圆柱体锤头I外侧面的中部焊接,所述的冲击衬垫7的一端面的中心处加工有与螺栓6的六角头相配合的六角形孔和与第二弹簧垫5相配合安装孔，高灵敏度力传感器4为环形，螺栓6的螺杆依次穿过第二弹簧垫5、高灵敏度力传感器4及第一弹簧垫3与圆柱体锤头I的轴向螺纹孔螺纹连接，第二弹簧垫5设置在冲击衬垫7的安装孔内，螺栓6的六角头设置在冲击衬垫7的六角形孔内。高灵敏度力传感器4由西安泰恒电子有限公司制造，型号根据需要选定。圆柱体锤头I与高灵敏度力传感器4之间设置第一弹簧垫3的作用是，使得高灵敏度力传感器4安装的更牢固，同时也为高灵敏度力传感器4的信号线端头预留出足够的空间。高灵敏度力传感器4的形状为环形，能够嵌套入公称直径为20mm的螺栓，且不留太大的空隙。高灵敏度力传感器4与螺栓6的六角头之间设置第二弹簧垫5的目的在于分开高灵敏度力传感器4与螺栓6的六角头，以为冲击衬垫7的安装预留足够的空间。螺栓6的作用是固定高灵敏度力传感器4并安装冲击衬垫7，采用公称直径为20mm、长度为30mm的满纹六角头螺栓。
具体实施方式
二:如图1所示，具体实施方式
一所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，所述的圆柱体锤头I的直径为50mm，圆柱体锤头I的长度为120mmo具体实施方式
三:如图1所示，具体实施方式
一所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，所述的圆柱体锤柄2的直径30mm，圆柱体锤柄2的长度为200mm。
具体实施方式
四:如图1及图2所示，具体实施方式
一、二或三所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，所述的冲击衬垫7为金属冲击衬垫、尼龙冲击衬垫、毛毡冲击衬垫或橡胶冲击衬垫。根据测试要求的不同按需选用。在测试建筑工程现场如图1所示，将各组件按图安装，高灵敏度力传感器上连有传感器信号线，测试时握住圆柱体锤柄并对测试的工程结构部位进行锤击，操作时需要注意的是，圆柱体锤头接触到结构后要快速抬起，不能让圆柱体锤头与结构接触时间过长，更不可使圆柱体锤头停留在结构上，如此形成连续敲击，即可应用传递函数分析被试建筑结构的自振频率、振型等参数。
权利要求1.一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，其特征是:所述的轻型力锤装置包括圆柱体锤头(I)、圆柱体锤柄(2)、第一弹簧垫(3)、高灵敏度力传感器(4)、第二弹簧垫(5)、螺栓(6)及冲击衬垫(7)，圆柱体锤头(I) 一端面中心处设有轴向螺纹孔，圆柱体锤柄(2)的一端与圆柱体锤头(I)外侧面的中部焊接，所述的冲击衬垫(X)的一端面的中心处加工有与螺栓￠)的六角头相配合的六角形孔和与第二弹簧垫(5)相配合安装孔，高灵敏度力传感器(4)为环形，螺栓￠)的螺杆依次穿过第二弹簧垫(5)、高灵敏度力传感器(4)及第一弹簧垫(3)与圆柱体锤头(I)的轴向螺纹孔螺纹连接，第二弹簧垫(5)设置在冲击衬垫(7)的安装孔内，螺栓(6)的六角头设置在冲击衬垫(7)的六角形孔内。
2.如权利要求1所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，其特征是:所述的圆柱体锤头(I)的直径为50mm,圆柱体锤头(I)的长度为120mm。
3.如权利要求1所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，其特征是:所述的圆柱体锤柄(2)的直径30mm,圆柱体锤柄(2)的长度为200mm。
4.如权利要求1、2或3所述的一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置，其特征是:所述的冲击衬垫(7)为金属冲击衬垫、尼龙冲击衬垫、毛毡冲击衬垫或橡胶冲击衬垫 。
专利摘要一种测试柔性结构动力特性参数的轻型力锤装置。属于建筑工程试验技术领域。以解决采用大型力锤无法测试柔性结构动力特性参数的问题。所述的轻型力锤装置包括圆柱体锤头、圆柱体锤柄、第一弹簧垫、高灵敏度力传感器、第二弹簧垫、螺栓及冲击衬垫，圆柱体锤头一端面中心处设有轴向螺纹孔，圆柱体锤柄的一端与圆柱体锤头外侧面的中部焊接，所述的冲击衬垫的一端面的中心处加工有与螺栓的六角头相配合的六角形孔和与第二弹簧垫相配合安装孔，高灵敏度力传感器为环形，螺栓的螺杆依次穿过第二弹簧垫、高灵敏度力传感器及第一弹簧垫与圆柱体锤头的轴向螺纹孔螺纹连接，第二弹簧垫设置在冲击衬垫的安装孔内，螺栓的六角头设置在冲击衬垫的六角形孔内。本实用新型用于测试柔性或小型结构的动力特性参数。
文档编号G01H17/00GK203163874SQ201320174818
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者薛志成, 王立涛, 裴强 申请人:黑龙江科技学院