一种颗粒接触力学特性试验测试装置的制作方法

本实用新型属于力学特性测试领域，涉及一种测试装置，尤其涉及一种颗粒接触力学特性试验测试装置。

背景技术：

沥青混合料是不同级配的集料颗粒和一定量的沥青胶结料所形成的混合材料，在石料未添加沥青，或者是含有沥青但温度较高的情况下，沥青混合料具有较大的流动性，也就是说沥青混合料生产过程中的混合后的集料和热态沥青混合料都应该具有颗粒物质的共性特征，颗粒物质的理论研究成果也适用于沥青混合料相关物理力学特性的研究分析。

密集排列的颗粒体系在重力或外部荷载作用下，作用力通过相互接触的颗粒传递至非接触的颗粒，力的传递形成一个错综复杂的力链网络，在该力链网络中有强弱力链之分，并可通过试验方法确定力链的存在、力链的分布和力链的量化。复写纸压痕法是一种常用的测试颗粒体系接触力大小的方法，是在颗粒下面铺上显色灵敏的复写纸和白纸，在外力作用下，颗粒通过挤压复写纸，在白纸上形成大小不同和颜色深浅不一的压痕，通过标定可以确定接触形变和法向力大小，但现有复写纸压痕法在施加不同竖向压力，测试颗粒之间接触力大小时更换纸张较为繁琐。

技术实现要素：

本实用为了解决技术背景中目前测试方法存在的不足，提供一种方便更换纸张，无需改变钢球的排列顺序的颗粒接触力学特性试验测试装置，该测试装置也可用于测试不同直径颗粒在不同排列顺序下的法向接触力的力学参数。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种颗粒接触力学特性试验测试装置，其特征在于：所述颗粒接触力学特性试验测试装置包括支架、第一动力装置、钢球放置槽、承压盘、凹形底座、钢球、施压盘以及第二动力装置；所述钢球放置槽设置在支架上；所述第一动力装置以及第二动力装置分别设置在钢球放置槽正下方以及正上方；所述施压盘、凹形底座以及承压盘自上而下依次设置在钢球放置槽内部；所述钢球设置在凹形底座与施压盘之间；所述第一动力装置与承压盘相连并驱动承压盘沿钢球放置槽的轴向移动；所述第二动力装置与施压盘相连并驱动施压盘沿钢球放置槽的轴向移动；所述承压盘与凹形底座之间自下而上依次设置有铝塑板、复写纸以及白纸。

作为优选，本实用新型所采用的凹形底座上设置有圆形孔；所述圆形孔的直径小于钢球的球径。

作为优选，本实用新型所采用的承压盘以及施压盘的外径与钢球放置槽的内径相同。

作为优选，本实用新型所采用的颗粒接触力学特性试验测试装置还包括设置在第一动力装置与承压盘之间的输出轴；所述第一动力装置通过输出轴与承压盘相连并驱动承压盘沿钢球放置槽的轴向移动。

作为优选，本实用新型所采用的钢球放置槽的横截面呈圆形或方形。

作为优选，本实用新型所采用的第一动力装置与第二动力装置均包括电机以及减速器；所述电机通过减速器与承压盘或施压盘相连。

本实用新型的优点是：

本实用新型涉及一种颗粒接触力学特性试验测试装置，包括动力装置、承压盘、凹形底座、钢球、施压盘、支架。动力装置输出轴与承压盘连接，承压盘上以此固定铝塑板、相同直径的复写纸和白纸，承压板随动力装置可以竖向滑移，方便纸张的更换。凹形底座上设置均匀分布的圆形孔，钢球放置凹形底座后，钢球之间紧密接触且均匀分布在凹形底座上，根据试验要求，按照不同的排列顺序放置钢球，钢球上放置施压盘，在施压盘上施加初始力，并调节承压台的位置并使其上的铝塑板与凹形底座上的钢球底部相接触，开始施加压力，测量白纸上印痕直径，根据标定曲线确定相应的法向接触力。本实用新型可用于测试相同或不同直径颗粒，可获取在不同排列顺序下的法向接触力学参数。

附图说明

图1是本实用新型所提供的颗粒接触力学特性试验测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型所采用的钢球放置槽的俯视结构示意图；

图3是本实用新型所采用的凹形底座的俯视结构示意图；

图中标记说明如下：

1-第一动力装置；2-输出轴；3-承压盘；4-凹形底座；5-钢球；6-施压盘；7-支架；8-钢球放置槽；9-第二动力装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详细说明，不详之处见实用新型内容部分，但是本实用新型不仅限于下述的实施方式。

参见图1以及图2，本实用新型提供了一种颗粒接触力学特性试验测试装置，该测试装置包括支架7、第一动力装置1、钢球放置槽8、承压盘3、凹形底座4、钢球5、施压盘6以及第二动力装置9；钢球放置槽8设置在支架7上；第一动力装置1以及第二动力装置9分别设置在钢球放置槽8正下方以及正上方；施压盘6、凹形底座4以及承压盘3自上而下依次设置在钢球放置槽8内部；钢球5设置在凹形底座4与施压盘6之间；第一动力装置1与承压盘3相连并驱动承压盘3沿钢球放置槽8的轴向移动；第二动力装置9与施压盘6相连并驱动施压盘6沿钢球放置槽8的轴向移动；承压盘3与凹形底座4之间自下而上依次设置有铝塑板、复写纸以及白纸。承压盘3随第一动力装置1可以竖向滑移，方便纸张的更换。

参加图3，凹形底座4上设置有圆形孔；圆形孔的直径小于钢球5的球径，钢球5放置在凹形底座4的圆形孔中，钢球5之间紧密接触且均匀分布在凹形底座4上，根据试验要求，按照不同的排列顺序放置钢球5。

承压盘3以及施压盘6的外径与钢球放置槽8的内径相同。

颗粒接触力学特性试验测试装置还包括设置在第一动力装置1与承压盘之间的输出轴2；第一动力装置1通过输出轴2与承压盘3相连并驱动承压盘3沿钢球放置槽8的轴向移动。

钢球放置槽8的横截面包括但不限于圆形或方形，可以设置成为圆形、正方形或者其它形状，根据钢球5的排列顺序进行设计。

第一动力装置1与第二动力装置9均包括电机以及减速器；电机通过减速器与承压盘3或施压盘6相连。

本实用新型在具体使用时，将钢球5放置在凹形底座上，上层的钢球5可以按照一定的顺序进行排列，放置层数和钢球5放置数量根据试验要求进行设计，在承压盘上方依次固定铝塑板、相同直径的复写纸和白纸，开动第二动力装置9，将承压盘的位置与凹形底座上的钢球5底部始终相接触，继续增大承压盘的竖向位移使钢球脱离凹形底座，从而减少凹形底座对接触力的分散作用，改变上部压力的大小，更换承压盘上有压痕的白纸，测定不同压力条件下白纸上的上印痕直径，根据标定曲线确定相应的法向接触力。