岩石动力学试验不同尺寸的试样定位装置的制作方法

本实用新型涉及材料动态力学性能实验设备领域，具体涉及一种满足径向和纵向不同尺寸岩石动力学试验的试样定位装置。

背景技术：

分离式霍普金森杆是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的有效实验装置，也是进行材料动态力学性能研究最常用的手段，通常用来测量岩石、混凝土等多种材料的结构动态响应与破坏特征。但岩石、混凝土等脆性材料的动态力学性能具有尺寸效应的特性，如在一维条件下，材料的动力学特性随着长度的变化而变化，为此，材料的动力学性能力学试验研究需要开展不同尺寸试样的动力学性能测试，但在研究不同尺寸试样的动力学性能的霍普金森杆实验操作过程中不免会遇到试件过大不容易固定、试件稳定性差等情况。而现有的试验装置还存在如下的不足：①现有分离式霍普金森杆装置的直径多数是在20-50mm范围内连续可调，但其调整范围依然有限，不能支持直径更大的试件。②现有霍普金森杆定位装置不能适应试件纵向即长度方向的连续变化可调节需要，直线轴承存在规格有限。

技术实现要素：

为了克服已有霍普金森杆装置在径向与纵向调节范围较小的不足，本实用新型提供一种可在径向和纵向进行较大范围调节、满足各种不同直径及不同长度的动力学试验需求的岩石动力学试验不同尺寸的试样定位装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种岩石动力学试验不同尺寸的试样定位装置，包括径向可调组件和纵向可调组件，所述径向可调组件包括水平可调凹槽垫板、竖向可调侧板及第一减摩装置，所述竖向可调侧板上安装可转动螺杆，所述螺杆的上端安装升降调节手柄，所述螺杆上安装螺母座，所述螺母座与第一减摩装置连接，所述第一减摩装置可上下滑动地套装在滑槽上，所述竖向可调侧板连接用于将竖向可调侧板定位在所述水平可调凹槽垫板上的竖向定位件；

所述纵向可调组件包括导轨和纵向定位件，两块水平可调凹槽垫板可滑动地套装在导轨上，所述导轨上设置用于定位水平可调凹槽垫板的纵向定位件。

进一步，所述竖向定位件为径向固定螺栓，所述竖向可调侧板上开有定位孔，径向固定螺栓穿过定位孔固定在所述水平可调凹槽垫板上。

再进一步，所述纵向定位件为纵向定位螺栓，所述纵向定位螺栓穿过导轨的定位孔与所述水平可调凹槽垫板固定。

所述水平可调凹槽垫板的定位开有限位槽，所述限位槽可滑动地安装第二减摩装置，所述第二减摩装置的两侧分别设置竖向可调侧板。

所述第一减摩装置为双滑轮。

所述第二减摩装置为双滑轮。

本实用新型的有益效果主要表现在：①该装置可以实现试件直径在50-200mm范围内连续变化，试件长度在100-1000mm范围内连续变化的霍普金森试验。②该装置为U型槽，且在三面都装有滑轮，滚动摩擦远远小于滑动摩擦，且装置安装操作简便，有效提高实验的成功率和准确率，③该装置设有导轨，可以根据试件的长度做出相应调节，改进了当前装置在直线轴承规格有限且不能连续变化的不足。

附图说明

图1为本实用新型一种实施的三维示意图。

图2为本实用新型一种实施的侧向结构示意图。

图2-1为直径50mm的试件装置视图，图2-2为直径100mm的试件装置视图。图2-3为直径150mm的试件装置视图，图2-4为直径200mm的试件装置视图。

图3为装置侧视图。

图3-1为长度100mm的导轨试件装置视图，图3-2为长度500mm的导轨试件装置视图。图3-3为长度1000mm的导轨试件装置视图。

图4为装置的俯视图。

图4-1为长度1000mm的导轨试件装置俯视图。

其中，1、升降可调手柄，2、减摩装置，3、双滑轮，4、径向固定螺栓，5、纵向定位螺栓，6、竖向可调侧板，7、水平可调凹槽垫板，8、导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图4，一种岩石动力学试验不同尺寸的试样定位装置，包括径向可调组件和纵向可调组件；

所述径向可调组件主要由水平可调凹槽垫板、竖向可调侧板及减摩装置等组成。

①水平可调凹槽垫板：包括垫板厚50mm，长420mm，宽100mm；水平刻度尺，量程为0-300mm。

②竖向可调侧板：包括升降可调手柄、固定螺栓以及120mm竖向刻度尺。竖向可调侧板安在水平可调凹槽垫板的凹槽中，可在凹槽内左右移动，通过固定螺栓来固定。

③减摩装置：减摩装置共有三个，分别为水平减摩装置1个，布置在底部，侧向减摩装置2个，分别布置在两侧。水平减摩装置以及侧向减摩装置尺寸为38mm×34mm×38mm，采用的构件为双滑轮。

水平减摩装置的双滑轮框通过螺丝与水平可调凹槽垫板的凹槽中心连接，凹槽两侧刻有水平刻度尺，对左右位置进行定位。

侧向减摩装置的双滑轮框通过螺杆与竖向可调侧板连接，通过升降可调手柄来调节侧向减摩装置的上下位置，利用竖向刻度尺对侧向减摩装置的上下位置进行定位。

减摩装置可将滑动摩擦变为滚动摩擦，以减小试件与装置之间的摩擦力。

所述纵向可调组件主要由导轨、螺栓和1000mm水平向刻度尺等组成。

①导轨：长1010mm，宽180mm，高80mm，其中凹槽长1000mm，宽140mm，高60mm。导轨凹槽中设置可移动的嵌体，并使螺栓穿过嵌体和导轨。导轨两侧凹槽刻有刻度尺。根据试件长度来确定需要几个装置从而来固定嵌体在导轨中的位置。

②纵向定位螺栓：穿过可调水平垫板底部的140mm×50mm×95mm的嵌体，用来与导轨连接。连接径向可调装置与导轨并固定径向可调装置在导轨上的位置。

该定位装置固定试件是通过左右移动两侧带滑轮螺杆的工字形立板和上下旋转螺帽调节滑轮高度而实现的。在试件长度上是通过左右移动凹形嵌体并根据试件长度要求增减导轨上支撑装置数量来固定试件。

(1)不同径向尺寸：(以下为试件径向上的4种规格)

①Φ＝50mm，将Φ＝50mm的试件放入试验台，调整两侧立板调至横板刻度为30mm处，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，再通过旋转立板上的手柄，使螺杆上的滑轮支架中心线与刻度尺25mm处对齐。如图2-1。

②Φ＝100mm，将Φ＝100mm的试件放入试验台，调整两侧立板调至横板刻度为55mm处，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，再通过旋转立板上的手柄，使螺杆上的滑轮支架中心线与刻度尺50mm处对齐。如图2-2。

③Φ＝150mm，将Φ＝150mm的试件放入试验台，调整两侧立板调至横板刻度为80mm处，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，再通过旋转立板上的手柄，使螺杆上的滑轮支架中心线与刻度尺75mm处对齐。如图2-3。

④Φ＝200mm，将Φ＝200mm的试件放入试验台，调整两侧立板调至横板刻度为105mm处，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，再通过旋转立板上的手柄，使螺杆上的滑轮支架中心线与刻度尺100mm处对齐。如图2-4。

(2)不同纵向尺寸：(以下为试件长度上的10种规格)

①l＝100mm；将l＝100mm的试件放入试验台，此时只需要一个支撑装置即可，拧紧导轨上的螺帽固定试件。图3-1。

②l＝200mm；将试件放入试验台，此时只需要一个支撑装置即可，使试件居中即可，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，拧紧导轨上的螺帽固定试件。

③l＝300mm；将试件放入试验台，此时也需要一个支撑装置即可，使试件居中即可，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，拧紧导轨上的螺帽固定试件。

④l＝400mm；将试件放入试验台，此时也需要一个支撑装置即可，使试件居中即可，拧紧两侧立板旁凸出块上的螺母，拧紧导轨上的螺帽固定试件。

⑤l＝500mm；移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的50mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的50mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。如图3-2。

⑥l＝600mm；移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的100mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的100mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。

⑦l＝700mm；移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的100mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的100mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。

⑧l＝800mm；移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的100mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的100mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。

⑨l＝900mm；移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的125mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的125mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。

⑩l＝1000mm，移动导轨上左手边的支承装置，将装置T型槽水平板的右端与导轨刻度尺左端的150mm处相对，再移动导轨上右手边的支承装置，将装置T型槽水平板的左端与导轨刻度尺右端的150mm处相对，最后拧紧导轨上的螺母固定试件。如图3-3。