CN107991052A - 一种跌落实验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跌落实验装置,所述装置中的跌落架通过立柱固定在跌落台上;固定在圈梁上的横梁设置有定滑轮;提升部件与电磁铁位于跌落架上方;吊带绕经定滑轮与电磁铁、提升部件及实验产品连接;跌落撞击靶板位于跌落台上;跌落架下部设置有防护玻璃、活动阻挡板。本发明的跌落实验方法为:将实验产品放置于跌落撞击靶板上;调整电磁铁与实验产品的相对位置并多次重复,直到实验产品缓慢放下时其底部与撞击靶板均匀接触;提升实验产品到要求的高度,确认外接的测试***准备完毕,再进行实验并采集保存数据。本发明能够实现实验产品跌落姿态的无偏转及纯粹的自由跌落,操作简便,有利于提高实验的精度。

Description

一种跌落实验装置及方法
技术领域
本发明属于冲击动力学材料及结构冲击性能实验研究领域,具体涉及一种跌落实验装置及方法。
背景技术
产品在生产、运输和使用过程中,遭遇跌落、冲击等异常环境是不可完全避免的。为考察产品在跌落、冲击等环境下的抗冲击能力以及包装设计的合理性,常常需要对之进行跌落实验。
跌落实验可以利用配备有导轨的落锤实验机进行,以便控制产品滑落的方向,但实验常常受导轨间空间的限制,许多大件无法进行;采用人工将产品抬至一定高度松手释放的方法则效率低、不确定性大,实验结果粗糙;已有跌落实验机对产品的释放常采用电磁铁或翻板方式,但采用电磁铁断电时常留有剩磁,导致产品释放瞬间受力不均,产生翻转,跌落姿态难以保证,采用翻板方式则导致产品随翻板的翻转产生一些其他运动,不是纯粹的自由跌落,且撞击姿态难以控制,影响了实验的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种跌落实验装置,本发明的另一个目的是提供一种跌落实验方法。
为达到上述目的,本发明采取以下的技术方案:
本发明的一种跌落实验装置,其特点是,包括提升部件、电磁铁Ⅰ、吊带、定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、立柱、防护玻璃、电磁铁Ⅱ、跌落撞击靶板、跌落台、横梁、圈梁和活动阻挡板,其连接关系是,所述的立柱与设置于上方的圈梁固定连接,构成跌落架,跌落架通过立柱的底端固定在跌落台上。横梁固定在圈梁的中部。在横梁的中部、端部分别固定设置有定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅰ。所述的提升部件位于跌落架的侧上方,用于升降实验产品。在提升部件的下方设置有电磁铁Ⅰ。所述的吊带的一端通过电磁铁Ⅰ与提升部件连接,吊带的另一端依次绕经定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ与电磁铁Ⅱ连接,用于实现对实验产品的升降。跌落撞击靶板安装在跌落台上,实验产品位于电磁铁Ⅱ与跌落撞击靶板之间。所述的吊带通过电磁铁Ⅱ与实验产品相连,便于调整电磁铁Ⅱ与实验产品的相对位置。所述的防护玻璃设置于跌落架的下部,固定安装于跌落架的三个侧面,跌落架的另一侧面设置有活动阻挡板。
所述的提升部件为专门设置的卷扬机或吊车,实现对实验产品的升降。
所述的吊带采用扁吊带,避免提升过程中实验产品产生旋转,影响产品跌落姿态及撞击时与跌落撞击靶板的接触部位。
本发明中的电磁铁Ⅰ可以采用切断吊带的方式替代;跌落撞击靶板和撞击结构可以使用不同材料和结构。
一种利用跌落实验装置进行跌落实验的方法,其特征在于依次包括以下步骤:
a.选定跌落撞击靶板,并放置于跌落台的上方;
b.将实验产品按跌落要求姿态置于跌落撞击靶板上;
c.将吊带与电磁铁Ⅰ、提升部件相连,并依次绕过定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ,与电磁铁Ⅱ相连;
d.打开电磁铁Ⅱ,吸附实验产品,开动提升部件,将实验产品略微提升,再将实验产品缓慢放下,考察实验产品底部与撞击靶板的接触姿态与方位,调整电磁铁Ⅱ与实验产品的相对位置并多次重复,直到实验产品缓慢放下时其底部与撞击靶板均匀接触;
e.提升实验产品到要求的高度,确认与跌落实验相关的测试仪器准备完毕,打开电磁铁Ⅰ,释放实验产品,进行跌落实验并采集数据。
本发明的有益效果是:本发明的一种跌落实验装置及方法,采用电磁铁吸附实验产品,通过提放实验产品并调整电磁铁与实验产品的相对位置,可以保证实验产品与撞击靶板的均匀接触;采用扁吊带提升实验产品,避免提升过程中实验产品产生旋转从而影响产品跌落姿态;采用在绕过定滑轮的吊带的上方设置电磁铁Ⅰ,实现了实验产品跌落姿态的无偏转及纯粹的自由跌落。本发明操作简便,有利于提高实验的精度。
附图说明
图1为本发明的一种跌落实验装置的实施例1结构示意图;
图2为本发明的一种跌落实验装置的实施例2结构示意图;
图中:1. 提升部件 2. 电磁铁Ⅰ 3.吊带 4. 定滑轮Ι 5.立柱 6. 防护玻璃 7.电磁铁Ⅱ 8. 实验产品 9. 跌落撞击靶板 10. 跌落台 11.横梁 12.定滑轮Ⅱ 13.圈梁 14. 活动阻挡板 15.撞击部件 16.高速摄影机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
图1为本发明的一种跌落实验装置,包括提升部件1、电磁铁Ⅰ2、吊带3、定滑轮Ⅰ4、定滑轮Ⅱ12、立柱5、防护玻璃6、电磁铁Ⅱ7、跌落撞击靶板9、跌落台10、横梁11、圈梁13和活动阻挡板14,其连接关系是,所述的立柱5与设置于上方的圈梁13固定连接,构成跌落架,跌落架通过立柱5的底端固定在跌落台10上;横梁11固定在圈梁13的中部;在横梁11的中部、端部分别固定设置有定滑轮Ⅱ12、定滑轮Ⅰ4;所述的提升部件1位于跌落架的侧上方,用于升降实验产品8;在提升部件1的下方设置有电磁铁Ⅰ2;所述的吊带3的一端通过电磁铁Ⅰ2与提升部件1连接,吊带3的另一端依次绕经定滑轮Ⅰ4、定滑轮Ⅱ12与电磁铁Ⅱ7连接,用于实现对实验产品8的升降;跌落撞击靶板9安装在跌落台10上,实验产品8位于电磁铁Ⅱ7与跌落撞击靶板9之间;所述的吊带3通过电磁铁Ⅱ7与实验产品8相连,便于调整电磁铁Ⅱ7与实验产品8的相对位置;所述的防护玻璃6设置于跌落架的下部,固定安装于跌落架的三个侧面,跌落架的另一侧面设置有活动阻挡板14。在实验安装调试时挪开活动阻挡板14,调试完成后放回原位,以防止实验产品8跌落后从跌落台10上滚落。
所述的提升部件1为专门设置的卷扬机或吊车,实现对实验产品的升降。
所述的立柱5横截面设置为圆形、矩形或者其他合适形状。
所述的跌落台10由钢筋混凝土制成或由钢板焊接加固而成。
所述的防护玻璃6亦可采用其他材料的阻挡板,其高度不低于实验产品跌落后的反弹高度。
所述的电磁铁Ⅰ可以采用切断吊带的方式替代。
所述的吊带3采用扁吊带,可以避免提升过程中实验产品8产生旋转,影响产品跌落姿态及撞击时与跌落撞击靶板9的接触部位。
所述的电磁铁7的磁力应远大于实验产品8的重量。
所述的跌落撞击靶板9根据实验需求可以使用不同材料和结构。
本发明的一种利用跌落实验装置进行跌落实验的方法,依次包括以下步骤:
a.挪开活动阻挡板;
b.根据实验需求选定跌落撞击靶板的材料和结构,并安放于跌落台的上方;
c.将实验产品按跌落要求姿态放置于跌落撞击靶板上;
d.将吊带与电磁铁Ⅰ、提升部件相连,并绕过定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ,与电磁铁Ⅱ相连;
e.打开电磁铁Ⅱ,与实验产品相吸,开动提升部件,将实验产品略微提升,再将实验产品缓慢放下,考察实验产品底部与撞击靶板的接触姿态与方位,调整电磁铁Ⅱ与实验产品的相对位置;
f.重复步骤e,直到实验产品缓慢放下时其底部与撞击靶板均匀接触;
g.提升实验产品到要求的高度;
h.挪回活动阻挡板;
i.确认测试***准备完毕,打开电磁铁Ⅰ进行跌落实验并采集数据。
实施例2
图2为本发明的一种跌落实验装置的实施例2结构示意图。本实施例与实施例1中的主体结构相同,实验方法相同。不同之处是,所述的跌落撞击靶板9上方根据实验需求安装有撞击部件15,以考察实验产品8跌落到不同结构上的抗冲击能力;所述的跌落台10侧面设置有高速摄影机16,高速摄影机16以合适的仰角对准实验产品8的撞击部位,便于记录跌落撞击时实验产品8底部的变形和破坏过程。
所述的撞击部件15,根据实验要求可以为球形、三角形等形状,亦可采用不同的材料。本实施例中,撞击部件15为球形。
所述的高速摄影机16的仰角根据实验观察的目的进行调节。
所述的横梁11、定滑轮以及提升部件的位置可根据高速摄影机16的拍摄需求进行调整。
在进行实验时,在调整好电磁铁Ⅱ7与实验产品8的相对位置后,需将实验产品8提升一个小的高度,将撞击部件15安放到位后,再提升实验产品8到要求的高度。

Claims (4)

1.一种跌落实验装置,其特征在于:包括提升部件(1)、电磁铁Ⅰ(2)、吊带(3)、定滑轮Ⅰ(4)、定滑轮Ⅱ(12)、立柱(5)、防护玻璃(6)、电磁铁Ⅱ(7)、跌落撞击靶板(9)、跌落台(10)、横梁(11)、圈梁(13)和活动阻挡板(14),其连接关系是,所述的立柱(5)与设置于上方的圈梁(13)固定连接,构成跌落架,跌落架通过立柱(5)的底端固定在跌落台(10)上;横梁(11)固定在圈梁(13)的中部;在横梁(11)的中部、端部分别固定设置有定滑轮Ⅱ(12)、定滑轮Ⅰ(4);所述的提升部件(1)位于跌落架的侧上方,用于升降实验产品(8);在提升部件(1)的下方设置有电磁铁Ⅰ(2);所述的吊带(3)的一端通过电磁铁Ⅰ(2)与提升部件(1)连接,吊带(3)的另一端依次绕经定滑轮Ⅰ(4)、定滑轮Ⅱ(12)与电磁铁Ⅱ(7)连接,用于实现对实验产品(8)的升降;跌落撞击靶板(9)安装在跌落台(10)上,实验产品(8)位于电磁铁Ⅱ(7)与跌落撞击靶板(9)之间;所述的吊带(3)通过电磁铁Ⅱ(7)与实验产品(8)相连,便于调整电磁铁Ⅱ(7)与实验产品(8)的相对位置;所述的防护玻璃(6)设置于跌落架的下部,固定安装于跌落架的三个侧面,跌落架的另一侧面设置有活动阻挡板(14)。
2.根据权利要求1所述的一种跌落实验装置,其特征在于:所述的提升部件(1)为专门设置的卷扬机或吊车,实现对实验产品的升降。
3.根据权利要求1所述的一种跌落实验装置,其特征在于:所述的吊带(3)采用扁吊带。
4.一种用于权利要求1所述的跌落实验装置的方法,其特征在于,依次包括以下步骤:
a.选定跌落撞击靶板(9),并放置于跌落台(10)的上方;
b.将实验产品(8)按跌落要求姿态置于跌落撞击靶板(9)上;
c.将吊带(3)与电磁铁Ⅰ(2)、提升部件(1)相连,并依次绕过定滑轮Ⅰ(4)、定滑轮Ⅱ(12),与电磁铁Ⅱ(7)相连;
d.打开电磁铁Ⅱ(7),吸附实验产品(8),开动提升部件(1),将实验产品(8)略微提升,再将实验产品缓慢放下,考察实验产品(8)底部与撞击靶板(9)的接触姿态与方位,调整电磁铁Ⅱ(7)与实验产品(8)的相对位置并多次重复,直到实验产品(8)缓慢放下时其底部与撞击靶板(9)均匀接触;
e.提升实验产品(8)到要求的高度,确认与跌落实验相关的测试仪器准备完毕,打开电磁铁Ⅰ(2),释放实验产品(8),进行跌落实验并采集数据。
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