顆粒物質力學特性實驗儀的製作方法

2023-05-15 10:11:46

專利名稱：顆粒物質力學特性實驗儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動化儀器與裝置製造技術領域，涉及精密觀測顆粒物質力學特
性，通過步進電機的微動作用觀測容器中各種材料(包括顆粒物質)的力學響應。
背景技術：
顆粒物質在我們生活中普遍存在，但對顆粒物質中的力學特性還知之甚少。人們 對顆粒堆內部力結構和分布規律的認識並沒有給出一個完善的、清楚的描述。對顆粒物質 的研究，還需在不同條件下通過大量實驗結果的分析，歸納總結出一些具有普適性的理論 來解釋顆粒系統的運動學和動力學規律。靜態顆粒的力網結構、應力分布和動態顆粒系統
的自組織、非平衡相變、非線性問題都有待研究。本實用新型對觀測顆粒物質的力學特性是 非常有用的。

發明內容本實用新型的一個目的是提供一種結構緊湊、使用可靠的顆粒物質力學特性實驗 儀。 本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的。 本實用新型包括底盤、容器匹配控制裝置、容器固定支架、位移裝置固定支架、容 器、位移裝置、橫梁、力傳感器、活塞、步進電機控制器、力傳感器顯示儀；其連接關係為容 器垂直地固定在容器固定支架上。容器的底部是由可以上下移動的活塞組成，且活塞不與 容器壁接觸，活塞固定在力傳感器上。力傳感器所受到的壓力可由力傳感器顯示儀顯示。 力傳感器固定在與步進電機相連接的橫梁上，位移裝置通過步進電機控制器控制可進行微 動。
本實用新型工作過程為先通過調節位移裝置，使活塞伸入容器底部，將一定質量 的顆粒物質從容器上口緩慢倒入容器中，通過步進電機控制器控制位移裝置帶動活塞緩緩 下降一定高度，容器中的顆粒物質對容器底部的壓力變化可通過力傳感器在力傳感器顯示 儀上顯示。力傳感器顯示儀上顯示的數據可在電腦上實時記錄。 有益效果 本實用新型具有結構緊湊，操作方便，實驗精度高的優點。
圖l實驗裝置示意圖。 其中，1-底盤、2_容器匹配控制裝置、3_容器固定支架、4_位移裝置固定支架、 5-容器、6_位移裝置、7_橫梁、8_力傳感器、9_活塞、10-步進電機控制器、11-力傳感器顯 示儀。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明 如圖1所示，本實用新型包括底盤1、容器匹配控制裝置2、容器固定支架3、位移裝 置固定支架4、容器5、位移裝置6、橫梁7、力傳感器8、活塞9、步進電機控制器10、力傳感器 顯示儀ll。其連接關係為底盤上安裝有容器匹配控制裝置2、容器固定支架3與位移裝置 固定支架4分別安裝在容器匹配控制裝置上，容器5固定在容器固定支架3上，位移裝置6 固定在位移裝置固定支架4上，位移裝置6上有一橫梁7，橫梁7上安裝力傳感器8，活塞9 固定在力傳感器8上，位移裝置6通過步進電機控制器10來控制，力傳感器6所受的力在 力傳感器顯示儀ll上顯示。 先通過調節底盤1上的容器匹配控制裝置2，微移容器固定支架3與位移裝置固定 支架4使活塞9伸入容器5底部，活塞9直徑設計的稍小於容器5內徑，活塞9將不與容器 5壁接觸。將一定質量的顆粒物質從容器5上口緩慢倒入容器中，通過步進電機控制器10 控制位移裝置6帶動活塞9緩緩下降，容器5中的顆粒物質對容器5底部的壓力不斷變化， 可通過力傳感器8在力傳感器顯示儀11上顯示。力傳感器顯示儀11上顯示的數據可在電 腦上實時記錄。
權利要求一種顆粒物質力學特性實驗儀，其特徵在於包括底盤(1)、容器匹配控制裝置(2)、容器固定支架(3)、位移裝置固定支架(4)、容器(5)、位移裝置(6)、橫梁(7)、力傳感器(8)、活塞(9)、步進電機控制器(10)、力傳感器顯示儀(11)；其連接關係為容器固定支架(3)與位移裝置(6)固定支架分別安裝在容器匹配控制裝置(2)上；容器(5)垂直地固定在容器固定支架(3)上，容器(5)的底部是由可以上下移動的活塞(9)組成，且活塞(9)直徑設計的稍小於容器(5)內徑，活塞(9)固定在力傳感器(8)上；力傳感器(8)所受到的壓力可由力傳感器顯示儀(11)顯示；力傳感器(8)固定在與位移裝置(6)相連接的橫梁(7)上，位移裝置(6)通過步進電機控制器(10)控制可進行微動。
專利摘要本實用新型顆粒物質力學特性實驗儀，屬於自動化儀器與裝置製造技術領域。本實用新型包括底盤、容器匹配控制裝置、容器固定支架、位移裝置固定支架、容器、位移裝置(步進電機、絲槓)、橫梁、力傳感器、活塞、步進電機控制器、力傳感器顯示儀；先通過調節位移裝置，使活塞伸入容器底部，將一定質量的顆粒物質從容器上口緩慢倒入容器中，通過步進電機控制器控制位移裝置帶動活塞緩緩下降一定高度，容器中的顆粒物質對容器底部的壓力變化可通過力傳感器在力傳感器顯示儀上顯示。力傳感器顯示儀上顯示的數據可在電腦上實時記錄。根據本實驗儀得到的數據，可揭示顆粒內部的力傳遞過程。本實驗儀在科研機關、大中專院校的科研及教學中有推廣價值。
文檔編號G01N3/00GK201464274SQ20082012376
公開日2010年5月12日 申請日期2008年11月19日 優先權日2008年11月19日
發明者劉佳, 史慶藩, 孫剛, 梁宣文, 魯長宏 申請人:北京理工大學