一种模拟燃气爆炸荷载的质量-弹簧落锤装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种模拟燃气爆炸荷载的质量

【技术实现步骤摘要】
一种模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置


[0001]本技术涉及燃气爆炸安全防护技术，特别涉及一种模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置。

技术介绍

[0002]燃气管廊作为城市地下空间的重要组成部分之一，其安全性与广大居民的生活密切相关，关于燃气爆炸安全防护的研究是城市防灾减灾的重要一环。地下综合管廊燃气泄露后，由于其处于密闭空间，燃气爆炸往往产生更强烈的效果。因此，研究燃气爆炸对管廊的损伤破坏具有很重要的现实意义。管廊燃气爆炸模型试验相对花费昂贵，试验条件苛刻，且具有一定的危险性。因此，当前有关管廊燃气爆炸的研究主要采取数值模拟的方法或者进行小尺寸模型试验。如进行小尺寸模型试验，又由于模型尺寸的限制，峰值压力低爆炸威力小，不能反应出实际燃气爆炸的破坏力，不能达到良好的试验效果。分析燃气爆炸的荷载特点，其压力时程曲线相对平缓，作用时间更长，峰值压力更低，且与质量
‑
弹簧系统的正弦曲线拟合程度较高。因此，基于质量
‑
弹簧系统进行研究，设计出一套可以有效模拟燃气爆炸荷载的装置至关重要。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置，可有效模拟燃气爆炸的荷载作用时程曲线，从而使得该装置测量下的模拟荷载符合燃气爆炸加载速率慢，峰值压力低的特点。最终使该装置可以用于对其他材料或试件施加荷载，从而达到模拟燃气爆炸荷载作用的效果。
[0004]为解决以上技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置，包括管体、落锤和弹簧，所述管体为中空且上下端封闭的圆柱筒，所述落锤和弹簧均位于管体内，所述弹簧竖直固定于管体的内侧上端或下端且轴线与管体轴线重合，所述弹簧固定于管体的内侧上端时，落锤固定于弹簧的下端，所述弹簧固定于管体的内侧下端时，刚性垫板固定于弹簧的上端，落锤放置于刚性垫板上表面。
[0006]本技术采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
[0007]通过几个简单的部件，达到模拟燃气爆炸荷载的效果，相比于燃气爆炸试验的危险性与复杂性、燃气泄漏的可能性，混合气体的浓度难以确定等问题，该方法安全且高效。
[0008]进一步的，所述弹簧固定于管体的下端时，管体的内侧下端固定有下刚性垫板，所述弹簧下端固定于下刚性垫板上。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是：
[0010]管体可对落锤的下落姿态和路径进行导向，管体下端位置可保证荷载作用点不发生改变。弹簧上部的垫板与弹簧固结，保证弹簧上部不偏移，使得落锤与刚性垫板接触后对弹簧的压缩力可沿着轴线的方向，下端垫板使得弹簧的作用力均匀施加在垫板与试件的接
触部位。
[0011]进一步的，所述弹簧固定于管体的上端时，管体的内侧上端固定有上刚性垫板，内侧下端固定有下刚性垫板，所述弹簧上端固定于下刚性垫板上。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是：
[0013]所有部件整合为一个整体，操作简单，结构稳定；落锤处于弹簧下方，弹簧由之前的压缩变为拉伸，通过弹簧的拉伸过程产生弹力，相较于之前的压缩过程，弹簧不会因压缩而弯曲偏移，落锤不会因弹簧的反弹而改变下落姿态；该装置下，落锤不与垫板接触碰撞，不会产生此方面的能量损失。
[0014]进一步的，所述落锤为圆柱形且外侧壁紧贴管体内侧壁。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：
[0016]防止落锤在下落过程中以及弹簧压缩过程中不发生倾倒、偏移等姿态改变的问题。
[0017]进一步的，刚性垫板的中心均位于弹簧的轴线上。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：
[0019]可以稳定的对落锤形成支撑。
[0020]下面结合附图和实施例对本技术进行详细说明。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例1的总体结构图；
[0022]图2为本技术实施例2的总体结构图。
[0023]附图中，各标号代表的含义如下：
[0024]1、落锤，2、刚性垫板，3、弹簧，4、管体
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，包括管体4、落锤1和弹簧3，弹簧3固定于管体4的内侧下端，具体可划分为由PVC管(管体4)、落锤1和垫板
‑
弹簧结合体(包括弹簧3和刚性垫板2)三部分，弹簧两端分别固定一个钢垫板，且要求两钢板的中心均处于弹簧的轴线上，PVC管竖直，弹簧及钢垫板处于PVC管内，且下部的垫板与PVC管底端处于同一平面，即均处于待冲击试件表面，且弹簧轴线与PVC管轴线重合，落锤处于PVC管内上部，落锤轴线与PVC管轴线重合，释放落锤，落锤与弹簧上垫板接触，通过弹簧与下垫板将荷载作用于对应试件上，从而达到模拟燃气爆炸荷载作用效果的目的。
[0028]可通过计算按需要改变弹簧刚度，垫板面积，落锤高度及落锤质量，来模拟不同形式的燃气爆炸荷载时程曲线，即不同峰值，不同升压速率，不同作用时间下的荷载作用时程曲线。
[0029]在操作时将PVC管竖直放置在待冲击点，用以确定荷载作用点，将弹簧
‑
垫板结合体放置在管道内部，并放置在待冲击试件上，落锤在一定高度释放，自由落体通过PVC管，撞
击弹簧上垫板，进而压缩弹簧对试件施加荷载。该装置，不同于落锤的直接冲击所产生的冲击荷载，可使试件所承受的荷载变化相对平滑，作用时长增加，荷载分布相对均匀，在形式上更符合燃气爆炸的荷载时程曲线。
[0030]PVC管可以定位荷载作用点，同时约束落锤的运动轨迹，弹簧上端垫板可承载落锤的作用力并沿着轴线方向传递给弹簧，下端垫板可将弹簧的弹力均匀施加给下方试件。
[0031]实施例2
[0032]如图2所示，包括管体4、落锤1和弹簧3，且弹簧3固定于管体4的内侧上端，本实施例对实施例1进行调整，将各零散部件整合为一个整体，两端钢垫板固定于PVC管(管体4)的两端，落锤和弹簧置于管内部，PVC管下端的钢垫板用以施加均匀的荷载，上端垫板用以支撑弹簧和落锤，并将弹簧的拉力传递给PVC管进而传递到下端钢垫板。在操作时，将整体提升至一定高度，确定放置于落点上方，而后释放进行自由落体运动。PVC管整体下落，在撞击试件后落锤由于惯性继续运动，拉伸弹簧，继而通过上端钢垫板和PVC管对下端垫板施加压力，进而将荷载施加给试件。
[0033]本实施例对弹簧、垫板及落锤的位置作以调整，使之成为一个整体，在试验时更便于操作。弹簧通过拉伸产生力，有利于保证弹力的方向位于弹簧的轴线上，避免了弹簧可能的弯曲对荷载准确性的影响。
[0034]以上所述为本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置，其特征在于，包括管体(4)、落锤(1)和弹簧(3)，所述管体(4)为中空且上下端封闭的圆柱筒，所述落锤(1)和弹簧(3)均位于管体(4)内，所述弹簧(3)固定于管体(4)的内侧上端或下端且轴线与管体(4)轴线重合，所述弹簧(3)固定于管体(4)的内侧上端时，落锤(1)固定于弹簧(3)的下端，所述弹簧(3)固定于管体(4)的内侧下端时，刚性垫板(2)固定于弹簧(3)的上端，落锤(1)放置于刚性垫板(2)上表面。2.根据权利要求1所述的模拟燃气爆炸荷载的质量
‑
弹簧落锤装置，其特征在于，所述弹簧(3)固定于管体(4)的下端时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟东望，彭悦森，贾永胜，司剑峰，刘昌邦，李腾飞，黄小武，何理，伍岳，李琳娜，杨志龙，黄秋月，陶好好，万佳伟，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：