【CN209525203U】悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置【专利】
悬臂梁冲击试验机测试项目和功能设计
悬臂梁冲击试验机测试项目和功能设计
悬臂梁冲击试验机的测试项目和功能设计可以包括以下内容：
1. 冲击试验项目：对悬臂梁的冲击性能进行测试和评估，包括静载、动载、疲劳、断裂等试验。
2. 功能设计：针对不同的测试项目，悬臂梁冲击试验机需要具备以下功能：
a. 荷载控制功能：能够控制施加在悬臂梁上的荷载，并能够
实现不同荷载大小和载荷形式的自动或手动控制。
b. 试样夹持功能：能够夹持悬臂梁，并能够调整夹持方式和
夹持力，确保试样的稳定性和安全性。
c. 外部荷载测量功能：能够测量施加在悬臂梁上的外部载荷，并能够实时监测荷载的大小和变化情况。
d. 位移测量功能：能够测量悬臂梁在荷载作用下的位移变化，并能够实时监测位移的大小和变化情况。
e. 数据采集和处理功能：能够采集和处理试验过程中的各种
测试数据，如荷载、位移、应力、应变等，并能够实时显示和记录数据。
f. 自动化控制功能：能够实现试验过程的自动化控制，包括
荷载和位移的自动控制、试样夹持力的自动调整等。
g. 试验环境监测功能：能够监测试验过程中的环境参数，如
温度、湿度等，并能够对环境参数进行实时监测和记录。
h. 安全保护功能：能够有针对性地保护试验机和试样的安全，包括过载保护、位移限制、紧急停机等功能设计。
i. 用户界面设计：为了方便用户操作和监控试验过程，需要
设计一个友好的用户界面，包括实时数据显示、试验过程控制、试验参数设置等功能。
以上是悬臂梁冲击试验机测试项目和功能设计的基本内容，具体设计应根据实际需求和试验要求进行调整和优化。
冲击动应力实验报告_2
冲击动应力实验一、实验目的1．分析梁在冲击载荷作用下, 梁的最大动应变和冲击高度之间的关系；利用测试分析软件, 测量梁的冲击振动固有频率；二、实验仪器和设备1．等强度梁冲击实验装置一台；2．冲击动应变动荷系数测试仪一台；3．上位机测试分析软件一套。
三、实验原理和方法等强度梁动砝码立柱释载机构调节螺钉图一.实验装置结构示意图实验装置如图一所示。
具体为:1.梁的参数为:弹性模量E＝70Gpa, 最大宽度B=30mm, 长度L＝300mm, 厚度h=4mm, 冲击砝码质量m=200g。
2.梁的水平调节:梁的底板由四个可调螺钉支承, 螺钉用于调节装置的水平位置。
3.加载方式:释放冲击载荷的机构由曲柄连杆机构组成, 通过移动导轨上的上下安装的柱形手柄使夹头张开或合拢, 达到释放或托住冲击砝码的目的。
当载荷稳定时, 即为静态载荷。
4.取下砝码:先拔出连接等强度梁和吊杆的销子, 则吊杆和梁分离, 或转动圆形托盘, 使得其从下面脱落, 可以自然取下冲击砝码。
5.调整冲击高度:冲击实验可以通过调节托盘的高度, 在一定范围内以任意高度冲击, 通过观察吊杆旁边的直尺, 调节冲击的高度。
6.选择应变片:在梁的两个不同的截面上, 在上下表面沿梁的轴线方向分别粘贴应变片, 靠近固定端的两个应变片用绿颜色导线引出, 上面标号为1下面标号为2, 另外两个应变片用白颜色导线引出, 上面标号为3, 下面标号为4。
应变片的电阻值为120欧姆, 灵敏系数K=2.10, 实验者可以根据需要选用其中两个不同表面的应变片组成半桥, 也可以用4个应变片组成全桥进行测量。
实验原理和方法如下:首先选择测量桥路, 可以使用全桥或半桥。
利用冲击动应变动荷系数测试仪测量梁的静态读数应变(j, 然后选择不同的冲击高度h,测量最大冲击动态读数应变(d, 则动荷系数Kd 为：jdKd εε=(1) 并同时可以测得梁振动时的频率f 。
BLb(x)xh图2 等强度梁结构参数 最大挠度和最大应变分别为(x=0):33max6EBhPL y j ==∆ (2) 26EBhPLj =ε (3) 而动荷系数Kd 为:jh Kd ∆++='211 (4)式中, h ’为冲击高度。
悬臂梁在冲击荷载作用下的弹塑性响应分析
Ａ ＢＳＴＲＡＣ Ｔ ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ—ｐｌａｓｔｉｃ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ ｂｅａｍ ｕｎｄｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｌｏａｄ， ａ ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ
梁 在 动 荷 载作 用 下 的有 限 元 分 析 对 于 理 论 和 工 程 上 的 研 究 都 有 非 常 重 要 的 意 义 。 Ｐａｒｋｅｓ利 用 移 行 铰 模 型 分析 了端 部 受 冲击 悬 臂 梁 的 刚 塑 性 动 力 响 应 … 。作 为 一 个 经 典 问题 ，学 者 们 逐 渐 开 始 研 究 建 筑 结 构 在 冲 击 荷 载 下 的 动 力 响 应 Ｅ ２－４ ３。 Ｒｅｉｄ研 究 了 冲击 荷 载作 用 下 弹 塑 性 悬 臂 梁 的变 形 特 征 ，描 述 了 弹 性 变 形 在 建 立 最 终 变 形 分 布 中 的 作 用 ；虞 吉 林 等 对 冲 击 荷 载 作 用 下 的 固 支 梁 进 行 数 值模 拟 ，描 述 了受 冲击 荷 载 作 用 下 梁 的变 形 特 点 和 破 坏 机 制 ；余 同 希 对 变 截 面 梁 进 行 了 详 细 的 研 究 。
科 Байду номын сангаас 开发
悬臂梁在 冲击荷载作 用下 的弹塑性 响应 分析
丁 政 吴 志 杰 梁 建 臧 晓 琳 （山 东科 技 大 学 ，山 东 省 土 木 工 程 防灾 减 灾 重 点 实 验 室 ，山 东 青 岛 ２６６５９０）
摘 要 ：针 对 悬 臂 粱在 冲 击荷 载 作 用 下 的 弹 塑性 动 力 响 应 进 行 研 究 ，利 用 有 限 元 软 件 ＡＢＡＱＵＳ建 立 悬 臂 粱模 型 进 行 数 值 分 析 。 对 悬臂 梁 中点 施 加 冲 击荷 载 ，通 过 对响 应 不 同 时 刻 弯 矩 分 布 特 征 的 分 析 ，阐 明 了悬 臂 梁 的 弹 塑 性 动 力 响 应 模 式 。 结 果 表 明 冲 击 荷 载 作 用 下 悬 臂 梁 整 个 响 应 过 程 可 划 分 为 ５个 阶 段 ，即 弹 塑性 波 对 称 传 播 阶 段 、弹 塑 性 波 反 射 迭 加 阶段 、双 驻 定铰 阶 段 、根 部 单 铰 阶 段 、弹 性 自 由振 动 阶段 。 合 理 解 释 了撞 击发 生 后 ，悬臂 梁局 部 区段 所发 生 的 反 向 弯 曲 变形 ，弹 塑 性 分 析 证 实 了响 应 早 期 弹 塑 性 波 反 射 迭 加 阶段 和 双 驻 定 铰 阶 段 的 存 在 性 ，肯 定 了刚 塑性 分 析 所 假 定 模 式 的 主要 特征 ，从 而 为发 展 全 面的 弹 塑性 分析 模 型提 供 参 考 。 关键 词 ：弹 塑 性 ；动 力 响应 ；悬 臂 梁 ；数 值 模 拟 ＤｏＩ：１０．１３２０６／ｊ．ｇＪｇ２０１８１０００５
重物冲击下悬臂梁动力响应的能量法
重物冲击下悬臂梁动力响应的能量法
能量法是悬臂梁动力响应的一种计算方法，它采用牛顿第二定律
及动能守恒定律，模拟重物冲击激励的悬臂梁的动力响应。
能量法基
于动能守恒定律，假定梁的经济长度不变，梁横截面不变，则横梁动
能总量E(t)是一个恒定： E(t) = E(0) + ∫0tF(t)u'(t)dt，其中
F(t)是重物在时间t时施加的冲击力，u'(t)是横梁在同一时刻的速度。
以能量法求解悬臂梁动力响应，可以从重力轨迹的垂直向冲击力，冲
击力的衰减及悬臂梁的反应获得动能的状态方程。
考虑重物每次冲击
引起角度的增减，可以迭代求解悬臂梁动力响应。
【CN209606050U】求解多种梁的动荷因数实验装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920388398.9(22)申请日 2019.03.26(73)专利权人 河南理工大学地址 454000 河南省焦作市高新区世纪大道2001号(72)发明人 冯鑫 潘求余 邵元元 刘志红 蔺钰珂 于春光 郭帅房 蔺海晓 (74)专利代理机构 郑州豫开专利代理事务所(普通合伙) 41131代理人 朱俊峰(51)Int.Cl.G01M 7/08(2006.01)G09B 23/10(2006.01)(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利(54)实用新型名称求解多种梁的动荷因数实验装置(57)摘要求解多种梁的动荷因数实验装置，包括第一实验台，第一实验台的左侧上一体成型有竖直凸台，竖直凸台的右侧面下侧部固定有U型铁皮箍件，第一实验台的右侧上表面右侧边中部开设有水平连接槽，第一实验台的右侧上表面还固定连接有第一竖直安装架，第一竖直安装架的上侧安装有第一夹持装置，竖直凸台的上表面设有轨道，轨道沿左右方向水平设置，轨道的左端固定有动力弹簧，轨道的右端延伸至竖直凸台的右侧边，轨道内滑动设有第一铅块，轨道的右端部设有测速仪，竖直连接槽、第一竖直安装架、第一夹持装置和轨道的中心线在左右方向上位于同一竖直平面内。
本实用新型设计科学、结构合理、能完成多种梁的冲击实验、满足力学实验教学的需要。
权利要求书2页 说明书12页 附图8页CN 209606050 U 2019.11.08C N 209606050U权 利 要 求 书1/2页CN 209606050 U1.求解多种梁的动荷因数实验装置，其特征在于：包括第一实验台，第一实验台的左侧上一体成型有竖直凸台，竖直凸台的右侧面与第一实验台的右侧上表面垂直，竖直凸台的右侧面下侧部固定有U型铁皮箍件以形成竖直连接槽，第一实验台的右侧上表面右侧边中部开设有水平连接槽，水平连接槽的上侧和左侧敞口，水平连接槽的上侧前后两边部连接有平直型铁皮构件，第一实验台的右侧上表面还固定连接有第一竖直安装架，第一竖直安装架的上侧安装有第一夹持装置，竖直凸台的上表面设有轨道，轨道沿左右方向水平设置，轨道的左端固定有动力弹簧，轨道的右端延伸至竖直凸台的右侧边，轨道内滑动设有第一铅块，轨道的右端部设有测速仪，竖直连接槽、第一竖直安装架、第一夹持装置和轨道的中心线在左右方向上位于同一竖直平面内。
梁的动荷挠度实验
梁的动荷挠度实验一、预习要求1、复习材料力学有关动载荷和冲击时动荷系数的内容。
2、预习本节弄懂实验原理和测量方法。
二、实验目的1、测定梁在动荷撞击下的挠度，并与理论计算值比较。
2、学习测定动荷挠度的实验方法。
三、实验装置和仪器1、实验装置如图1；2、涡流传感器及适配器1套；3、计算机测试系统1套；4、直尺、扳手等工具。
四、实验原理实验装置简图如图2所示。
根据材料力学能量原理，自由落体撞击在钢梁上的动荷系数K d 为：C d HK δ211++=式中：H 为自由落体离开钢梁的高度，δc 为重物自重直接加在钢梁中点处引起的静荷挠度。
EIPl C 483=δ因此，动荷挠度的理论值f c 为f c =K d δc图1 动荷挠度实验装置图2 动荷挠度实验装置简图实验时，自由落体撞击梁后用涡流传感器将其中点C处的动荷挠度转换成电信号经适配器适调后送计算机，由计算机测出动荷实验挠度f ´C。
五、实验方法1、将钢梁1按图示要求安装在相应的卡具中，测量并记录以下数据填入表1中：表1 实验数据记录表2、开计算机进入测试软件，从实验类型中选择B动荷挠度实验。
3、调整传感器探头与钢梁之间间隙为5mm。
4、把重锤提高到离开梁指定的高度H，点击“数采”，等5秒左右松开重锤，重锤撞击梁后计算机自动测量出动荷挠度。
重复上述过程5次，并分别记录各次动荷挠度。
六、实验结果处理1、将实验记录各次动荷挠度取算术平均值。
2、根据已知条件计算梁的理论动荷挠度f C，并同实验测试动荷挠度f ´C相比较。
济南悬臂梁冲击试验机
济南科汇试验设备有限公司电话：400-658-1817 专注金属材料试验20年济南悬臂梁冲击试验机一、设备名称：济南悬臂梁冲击试验机二、型号：JB-500B三、济南悬臂梁冲击试验机性能说明：该机主要用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能，以便判断材料在动负荷下的性质。
本机为半自动控制试验机，操作简单工作效率高，扬摆、冲击、放摆电器控制，并能利用冲断试样后的剩余能量自动扬摆作好下次试验准备，特别适用于连续做冲击试验的实验室和大量做冲击试验的冶金、机械制造等行业。
JB-500B型冲击试验机符合国标GB/T3808-2002《摆锤式冲击试验机的检验》，按国标GB/T229-2007《金属夏比摆锤冲击试验方法》对金属材料进行冲击试验。
1.试验机主机为分体式结构，悬臂式挂摆方式，摆锤锤体U型。
2.冲击刀采用螺钉安装固定，更换简单方便。
3.试样简支梁式支承，试样端面定位。
4.主机装有安全防护销，并配备了安全防护网。
5.采用半自动控制，扬摆、冲击、放摆均为电气控制，并能利用冲断试样后的剩余力量自动扬摆做好下次试验准备，特别适用于连续做冲击试验的实验室和大量做冲击试验的冶金、机械制造等行业。
6.试验机按国家标准GB/T3808-2002《摆锤式冲击试验机》、GB/T229-2007《金属夏比摆锤冲击试验方法》对金属材料进行冲击试验四、济南悬臂梁冲击试验机主要技术指标：1、冲击能量：250J、500J2、摆锤预扬角：150°3、摆轴中心至冲击点距离：800mm4、冲击速度：5.4m/s5、试样支座跨距：40mm6、钳口圆角：R1-1.5mm7、冲击刀刃圆角：R2-2.5mm R8mm8、冲击刀厚度：16mm9、角度准确度：±0.1°11、试样尺寸：10（7.5、5）×10×55mm12、外形尺寸：2000 mm×650 mm×1960mm13、试验机净重：约550Kg14、电源：交流三相 380V±10% 50HZ 5A15、环境条件：周围环境中无腐蚀介质，无震动，无强电磁场。
悬臂梁冲击试验机安全操作及保养规程
悬臂梁冲击试验机安全操作及保养规程随着科技的不断发展，冲击试验技术在各个领域得到了广泛应用。
悬臂梁冲击试验机，是用于测定物体在外力作用下的抗冲击性能的特殊试验设备，主要用于测试金属材料以及各种工业、民用、交通工具、航空航天、船舶、建筑等工程结构的耐冲击性能。
本文旨在介绍悬臂梁冲击试验机的安全操作及保养规程。
一、安全操作规程1.1 设备安装环境悬臂梁冲击试验机应当放置在干燥、通风、无火源的室内，并确保环境温度不低于5℃，相对湿度不大于80%。
1.2 设备前的准备1.设备运输过程中应进行外观检查及连通性检查，确认试验机有序、完好、符合使用要求。
2.确保设备安装稳固、切斜度正常，且能承受样品试件的负荷。
3.安装合适量级的保险丝，并符合电气载荷要求。
4.确保试验机地线连接良好，电气虚线不得接地。
1.3 操作规程1.严格按照先小后大的原则，从小荷载开始依次加大荷载进行试验，并在测试过程中进行观察，记录下取数。
2.依据试验要求设定依次恒荷载和动荷载持续时间，并按照规程从小荷载开始测试。
3.在进行大量试验时，每组试验应依次检查试验机的各项参数，尤其是操作系统数据是否正确有效，试验数据是否有效等。
4.在样品试件出现感应时，应立刻停止操作，到等到者感应消失后可以重新进行试验。
二、保养规程2.1 操作维护：1.在试验前，应检查试验机、传感器、电缆、线接口等配件的安装、接线、内幕销耳口，以保证试验设备、喷水隔离措施是可靠的。
2.可以定期检查仪器仪表，如光栅尺、位移传感器等设备的灵敏度、刚性状态和定位是否准确。
3.如设备的触发器、悬线等维护应彻底清洗、检查、调整，合理的安装，以保证试验过程的准确性。
2.2 日常维护：1.检查试验机的电器接线，保持接触良好，电缆、线接口应排布整齐，处于好电气状态。
2.编写机器的日常维护日志，可以帮助制定健全和更安全的操作计划，减少设备损坏的风险。
3.对设备的秸杆、轨道、理髇等部位进行定期检查和擦拭。
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920182758.X
(22)申请日 2019.02.01
(73)专利权人 河南理工大学
地址 454000 河南省焦作市高新区世纪大
道2001号
(72)发明人 冯鑫 蔺海晓 潘求余 蔺钰珂
王钦亭 张勃阳 曹正正
(74)专利代理机构 郑州豫开专利代理事务所
(普通合伙) 41131
代理人 朱俊峰
(51)Int.Cl.
G01N 3/303(2006.01)
G01N 3/04(2006.01)
G01N 3/06(2006.01)
G09B 23/10(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置(57)摘要悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置，包括悬臂梁、吊钩、应变片、左实验台和右实验台，右实验台上垂直设置有刻度尺和支撑杆，吊钩上设置在悬臂梁底部，应变片设置在悬臂梁顶部，吊钩上通过吊绳挂接有铅球，吊绳在铅球自重的牵拉下，吊绳与刻度尺前后对应且平行，支撑杆下部设置有用于夹持铅球的第一夹持器，支撑杆上部设置有用于夹持悬臂梁右端使悬臂梁静止的第二夹持器。
本实用新型集实验模型、夹持装置、测量设备于一体，较好的满足关于构件受冲击荷载作用时的动应力计算简化算法的假设，实验方便、测试数值精确度高，可重复利用；本实用新型实现教学内容的实验化，使学生
更容易接受枯燥的力学课堂听课。
权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 209525203 U 2019.10.22
C N 209525203
U
权 利 要 求 书1/1页CN 209525203 U
1.悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置，其特征在于：包括悬臂梁、吊钩、应变片、左实验台和位于左实验台右侧的右实验台，悬臂梁左端固定设置在左实验台上，悬臂梁水平设置，悬臂梁右侧部位于右实验台上方，右实验台上垂直设置有位于悬臂梁后侧的刻度尺和位于悬臂梁右端部右侧的支撑杆，吊钩上端固定连接在悬臂梁底部并与刻度尺前后对应，应变片设置在吊钩与悬臂梁固定点的正上方的悬臂梁顶部，吊钩上通过吊绳挂接有铅球，吊绳在铅球自重的牵拉下，吊绳与刻度尺前后对应且平行，支撑杆下部设置有用于夹持铅球的第一夹持器，支撑杆上部设置有用于夹持悬臂梁右端使悬臂梁静止的第二夹持器。
2.根据权利要求1所述的悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置，其特征在于：支撑杆采用矩形管制成，支撑杆左侧沿垂直方向开设有导向孔，第一夹持器包括滑动连接在支撑杆内部的升降杆，升降杆左侧固定连接有穿设在导向孔内的水平杆，水平杆左端设置有用于夹持铅球的机械抓手，支撑杆左侧下部设置有用于驱动升降杆升降的蜗轮蜗杆机构。
3.根据权利要求1所述的悬臂梁受冲击荷载作用时求解动荷因数的实验装置，其特征在于：第二夹持器右侧固定连接在支撑杆上部左侧，第二夹持器左侧敞口，悬臂梁的右端伸入到第二夹持器内，第二夹持器上设置有用于监测悬臂梁右端部上下位移的雷达测距仪。
2。