一种室内击实试件横波波速测试的自动激振系统及方法

1.本发明涉及技术领域，特别是涉及一种室内击实试件横波波速测试的自动激振系统及方法。


背景技术：

2.现有技术室内击实试件的横波波速测试方法(公开号：cn102608211)中，采取垫块置于触发检波器、试件之间，通过手动给予垫块的敲击作用，同时使检波器与试件同时受到激发，这种激发方式存在以下缺点：
3.激振力是人工敲击产生的，无法准确控制大小和方向，尤其是每次测试的敲击作用力都不同；
4.再次测试时，由于垫块移动后需要重新连接装置，导致试验的精度和效率都较低。因此，从提高试验精度和效率的角度出发，在原有的室内试件横波波速测试方法的基础上提出了一种自动激振系统和方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种室内击实试件横波波速测试的自动激振系统及方法，试验的精度和效率更高。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.一种室内击实试件横波波速测试的自动激振系统，包括试验支架，所述试验支架具有触发安装端、接收安装端，以及位于触发安装端、接收安装端之间的试件安装部，所述试件安装部通过阻尼垫块安装有试件，所述触发安装端通过阻尼垫块安装有触发检波器，所述触发检波器位于试件触发端的正下方，所述接收安装端通过阻尼垫块安装有接收检波器，所述接收检波器与于试件触发端端部配合，触发检波器、试件之间设有激振垫块，所述激振垫块呈u形，其两端分别与触发检波器、试件触发端配合；
8.还包括激振机构，所述激振机构用于敲击激振垫块的中部，使波动同时到达试件、触发检波器。
9.优选地，试验支架触发安装端安装有触发检波器的阻尼垫块呈l形，使该阻尼垫块该阻尼垫块具有高安装面、低安装面，所述触发检波器安装在低安装面上，所述激振垫块安装在高安装面上。
10.优选地，所述接收安装端固定有检波固定器，接收检波器的上方、下方分别通过阻尼垫块安装在检波固定器上。
11.优选地，还包括试验用电脑、工程动测仪，所述触发检波器、接收检波器分别与工程动测仪连接，工程动测仪用于采集触发检波器、接收检波器的数据，所述工程动测仪与试验用电脑连接，所述试验用电脑根据工程动测仪接收的数据，进行数据计算分析和处理。
12.优选地，所述激振机构包括激振器支架以及安装在激振器支架上的弹簧片、轮盘，所述弹簧片立设在轮盘的正上方，弹簧片上平设有敲击锤，所述弹簧片与激振器支架之间
设有复位弹簧，所述复位弹簧的位置背向敲击锤设置，所述轮盘通过驱动机构带动旋转，所述轮盘上具有拨杆，所述拨杆位于拨动弹簧片的下端，使复位弹簧压缩，以及使弹簧片变形，拨杆能够滑过弹簧片后继续随轮盘转动，进而使敲击锤敲击激振垫块的中部，敲击完成后，敲击锤在复位弹簧、弹簧片的作用下回位。
13.优选地，所述驱动机构包括依次电连接的直流电源、直流调速器、直流电机，直流电机的转轴通过传动轴与轮盘的芯轴动力连接。
14.优选地，所述试验支架下方垫有防滑垫。
15.一种室内击实试件横波波速测试的自动激振方法，包括自动激振系统，自动激振方法为：
16.轮盘转动，带动拨杆转动；
17.当拨杆转动到与弹簧片下端接触时，拨杆继续转动，并下压弹簧片下端，使弹簧片受压变形，同时复位弹簧进入压缩状态，积蓄弹性势能；
18.当拨杆滑过弹簧片下端时，复位弹簧、弹簧片释放弹性势能，敲击锤朝试件方向弹出，敲击激振垫块的中部，产生一次激振，然后复位弹簧、弹簧片回位，轮盘继续转动，进入下一个激振周期；
19.受到激振的激振垫块，同时将波动传给试件、触发检波器，试件、触发检波器同时收到波动信号；
20.收到波动信号的触发检波器将波动信号传递给工程动测仪,进而传送给试验用电脑，收到波动信号的试件，其内部经过波动传播后，最终将波动信号传递给接收检波器，收到波动信号的接收检波器将波动信号传递给工程动测仪,进而传送给试验用电脑，试验用电脑根据接收的数据，进行数据计算分析和处理。
21.优选地，单次激振方法为：手动带动拨杆转动，当拨杆滑过弹簧片下端后放手，产生一次激振。
22.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
23.增加专门的激振设备，使激振力度标准化，提高了试验的精度和效率，同时满足需要进行连续激振的试验，对改进试验有重大的工程实用价值。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图；
25.图2为激振机构的结构示意图；
26.图3为激振垫块的改进示意图；
27.图4为驱动机构的结构示意图；
28.图5为激振垫块的工作过程示意图。
具体实施方式
29.参见图1-图4，一种室内击实试件横波波速测试的自动激振系统，包括试验支架19，所述试验支架19具有触发安装端、接收安装端，以及位于触发安装端、接收安装端之间的试件安装部，所述试件安装部通过阻尼垫块安装有试件14，所述触发安装端通过阻尼垫块安装有触发检波器12，所述触发检波器12位于试件14触发端的正下方，所述接收安装端
通过阻尼垫块安装有接收检波器16，所述接收检波器16与于试件14触发端端部配合，触发检波器12、试件14之间设有激振垫块10，所述激振垫块10呈u形，其两端分别与触发检波器12、试件14触发端配合；所述试验支架19下方垫有防滑垫。
30.试验支架19触发安装端安装有触发检波器12的阻尼垫块呈l形，使该阻尼垫块该阻尼垫块具有高安装面、低安装面，所述触发检波器12安装在低安装面上，所述激振垫块10安装在高安装面上。所述接收安装端固定有检波固定器15，接收检波器16的上方、下方分别通过阻尼垫块安装在检波固定器15上。所述触发检波器12下方的阻尼垫块同样通过固定器安装于试验支架19的触发安装端。
31.还包括试验用电脑21、工程动测仪22，所述触发检波器12、接收检波器16分别与工程动测仪22连接，工程动测仪22用于采集触发检波器12、接收检波器16的数据，所述工程动测仪22与试验用电脑21连接，所述试验用电脑21根据工程动测仪22接收的数据，进行数据计算分析和处理。
32.还包括激振机构，所述激振机构用于敲击激振垫块10的中部，使波动同时到达试件、触发检波器1。所述激振机构包括激振器支架6以及安装在激振器支架6上的弹簧片7、轮盘5，所述弹簧片7立设在轮盘5的正上方，弹簧片7上平设有敲击锤9，所述弹簧片7与激振器支架6之间设有复位弹簧8，所述复位弹簧8的位置背向敲击锤9设置，所述轮盘5通过驱动机构带动旋转，所述轮盘5上具有拨杆，所述拨杆用于拨动弹簧片7的下端，使复位弹簧8压缩，以及使弹簧片7变形，拨杆能够滑过弹簧片7后继续随轮盘5转动，进而使敲击锤9敲击激振垫块10的中部，敲击完成后，敲击锤9在复位弹簧8、弹簧片7的作用下回位。弹簧片7通过复位弹簧8可以自动复位，多次测试时不需要重新连接装置。
33.所述驱动机构包括依次电连接的直流电源1、直流调速器2、直流电机3，直流电机3的转轴通过传动轴4与轮盘5的芯轴动力连接。
34.直流电源1采用开关电源或18650电池组(3.7v*4)，输出12v，10a；
35.所述直流调速器2：采用简易pwm直流调速器，电压12v，调频范围0-100％；
36.所述直流电机3：12v，1-180rpm，有效负载5kg。
37.直流电机3需进行固定适当位置和高度，且其转子转动平面与轮盘5平行。传动轴为笔直的金属棒，垂直于上述两平面且连接两者。也可以采用联轴器连接，或采用变速箱连接。动力部分的工作方法：电源提供12v直流电。调速器通过无极变速，调整输出比例1-100％，对应电机不同转速1-180rpm。根据试验要求调整校正后使用。直流电机扭矩通过传动轴传给轮盘。
38.试验支架19为金属架，根据设备需要设置高度和其它尺寸，其作用是支撑系统设备重量。轮盘5铝合金材质，钢弹簧片上端固定在支架上，中间通过螺栓与复位弹簧连接，复位弹簧另一侧连接敲击锤，下端为自由端，作圆角处理。整个系统制作尺寸根据检测实验装置尺寸设置，敲击中心应在激振垫块中心。
39.一种室内击实试件横波波速测试的自动激振方法：
40.试验按图1所示布置设备和试件。试件制备可参照现有技术。注意布置设备的间距，尤其是敲击锤与激振垫块的距离，保证在短暂自由摆动状态的敲击锤不会敲击垫块。试验各个大阻尼垫块也应合理布置和固定。
41.轮盘5转动，带动拨杆转动；
42.当拨杆转动到与弹簧片7下端接触时，拨杆继续转动，并下压弹簧片下端，使弹簧片受压变形，同时复位弹簧进入压缩状态，积蓄弹性势能；
43.当拨杆滑过弹簧片下端时，复位弹簧8、弹簧片7释放弹性势能，敲击锤朝试件方向弹出，敲击激振垫块10的中部，产生一次激振，然后复位弹簧8、弹簧片7回位，轮盘继续转动，进入下一个激振周期；整个运动过程如图5的a-e过程所示。
44.受到激振的激振垫块10，同时将波动传给试件、触发检波器12，试件、触发检波器12同时收到波动信号；
45.收到波动信号的触发检波器12将波动信号传递给工程动测仪,进而传送给试验用电脑，收到波动信号的试件，其内部经过波动传播后，最终将波动信号传递给接收检波器16，收到波动信号的接收检波器16将波动信号传递给工程动测仪,进而传送给试验用电脑，试验用电脑21根据接收的数据，进行数据计算分析和处理。
46.单次激振方法为：手动带动拨杆转动，当拨杆滑过弹簧片下端后放手，产生一次激振。
47.本发明激振装置采用12v直流电源驱动，通过简易直流调速器控制直流电机，直流电机转动通过传动轴连接轮盘，轮盘拨杆周期性地拨动一端固定的钢弹簧片的底端，当拨杆滑过后，弹簧片在自身以及复位弹簧的作用下，反向弹出，其中部的敲击锤敲击激振垫块，进而由激振垫块将激振传至检波器、试件，按现有技术的横波波速测试方法进行工作。
48.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。