一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理模拟设备领域，具体为一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统。
【背景技术】
[0002]物理模拟实验是以相似理论、因次分析作为依据的实验室研宄方法，广泛应用于采矿、水利、铁道等部门。在进行物理相似模型构建后常常需要对其施加动、静载荷以实现对工程地质背景的再现。
[0003]现有施加的静载荷一般为液压式油缸加压或者采用铁砖模拟上覆岩层自重来配重。动载荷因为施加的困难性，目前对物理模型动载荷的施加还停留在对岩石试样的冲击模拟上，对动静组合加载的研宄集中在对岩石材料(主要是试样)在冲击载荷作用下岩石强度、破坏机理、本构理论、破坏准则、实例分析的研宄上，但对于大型二维、三维物理相似模型的动态加载方面研宄较少。而现有技术的存在以下缺点，施加静载荷时普遍使用机械加载的模式，这导致所施加的载荷具有不可逆性(即停止加压后不能立刻回弹)；目前在大型二维、三维物理相似模型的动态载荷施加方面，没有将现场实际的动力载荷变化规律应用到具体的相似模拟中，施加的动载荷调控性较差，与现场工程情况联系不紧密；加载效率较低，不能施加动力载荷所具有的冲击性和周期性特点，无法实现高效率的等效爆破及其他动载荷的真实等效加载。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，包括多层相似模拟模型装置、模型边框、加载板及磁力释放器，所述的模型边框设置在多层相似模拟模型装置四周，所述的加载板设置在模型边框的四周，所述的磁力释放器设置在加载板的四周，所述的磁力释放器与电磁激振器连接，可以方便的调整磁力的大小和方向，通过磁力释放器中电流方向的变化、电流大小的变化、电流周期的调整，控制其对加载板的吸附和挤压作用，所述的多层相似模拟模型装置与计算机连接，多层相似模拟模型装置将检测记录、载荷信息实时导入计算机。
[0007]作为优选，所述磁力释放器的底部根据需要设置固定底座。
[0008]作为优选，多层相似模拟模型装置的制作材料至少包括微粒混凝土、镀锌铁丝及镀锌丝网。
[0009]一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0010](I)、通过对现场动、静载荷的监测记录及计算，将动、静载荷随时间的变化特征采用相对应的函数拟合表示出来；
[0011](2)、将该函数换算成对等的电流变化周期；
[0012](3)、通过电磁式激振器控制磁力释放器上面磁力的大小，实现加载板力的调节，施加上述步骤获得的电流变化周期，进而产生方向可变的、周期性变化的磁力，以达到对现场工程条件下爆破、地震、矿震等震动效应的模拟。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点:1、该系统施加的载荷具有可逆性，停止加压后即能立刻回弹；2、该系统可直接监测记录现场实际的动力载荷变化规律，并将其应用到具体的相似模拟中，施加的动载荷调控性好，能够真实的反映现场工程情况，实现载荷的等效施加。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，包括多层相似模拟模型装置1、模型边框3、加载板2及磁力释放器4，所述的模型边框3设置在多层相似模拟模型装置I四周，所述的加载板2设置在模型边框3的四周，所述的磁力释放器4设置在加载板2的四周，所述的磁力释放器4与电磁激振器连接，可以方便的调整磁力的大小和方向，通过磁力释放器4中电流方向的变化、电流大小的变化、电流周期的调整，控制其对加载板2的吸附和挤压作用，所述的多层相似模拟模型装置I与计算机连接，多层相似模拟模型装置I将检测记录、载荷信息实时导入计算机。所述磁力释放器4的底部设置固定底座，使实验时整个装置更加稳定。多层相似模拟模型装置I的制作材料至少包括微粒混凝土、镀锌铁丝及镀锌丝网。
[0016]一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0017](I)、通过对现场动、静载荷的监测记录及计算，将动、静载荷随时间的变化特征采用相对应的函数拟合表示出来；
[0018](2)、将该函数换算成对等的电流变化周期；
[0019](3)、通过电磁式激振器控制磁力释放器上面磁力的大小，实现加载板力的调节，施加上述步骤获得的电流变化周期，进而产生方向可变的、周期性变化的磁力，以达到对现场工程条件下爆破、地震、矿震等震动效应的模拟。
[0020]本实用新型的工作原理:采用异性相吸、同性排斥的原理，通过控制磁力释放器上面产生磁力的电流的方向和周期，控制其对加载板的吸附和挤压作用，模拟现场工程实践中对研宄对象的载荷施加。
[0021]以上实施例仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，其特征在于，包括多层相似模拟模型装置、模型边框、加载板及磁力释放器，所述的模型边框设置在多层相似模拟模型装置四周，所述的加载板设置在模型边框的四周，所述的磁力释放器设置在加载板的四周，所述的磁力释放器与电磁激振器连接，所述的多层相似模拟模型装置与计算机连接。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，其特征在于，所述磁力释放器的底部根据需要设置固定底座。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，其特征在于，多层相似模拟模型装置的制作材料至少包括微粒混凝土、镀锌铁丝及镀锌丝网。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电磁式动静载荷监测、记录及施加集成系统，包括多层相似模拟模型装置、模型边框、加载板及磁力释放器，所述的模型边框设置在多层相似模拟模型装置四周，所述的加载板设置在模型边框的四周，所述的磁力释放器设置在加载板的四周，所述的磁力释放器与电磁激振器连接，所述的多层相似模拟模型装置与计算机连接，多层相似模拟模型装置将检测记录、载荷信息实时导入计算机。该系统施加的载荷具有可逆性，停止加压后即能立刻回弹；该系统可直接监测记录现场实际的动力载荷变化规律，并将其应用到具体的相似模拟中，施加的动载荷调控性好，能够真实的反映现场工程情况，实现载荷的等效施加。
【IPC分类】G01L5-00, G01N3-38
【公开号】CN204389324
【申请号】CN201520087623
【发明人】崔峰, 来兴平, 曹建涛, 单鹏飞
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月6日