專利名稱：顆粒物質(zhì)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)化儀器與裝置制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及精密觀測(cè)顆粒物質(zhì)力學(xué)特
性，通過步進(jìn)電機(jī)的微動(dòng)作用觀測(cè)容器中各種材料(包括顆粒物質(zhì))的力學(xué)響應(yīng)。
背景技術(shù)：
顆粒物質(zhì)在我們生活中普遍存在，但對(duì)顆粒物質(zhì)中的力學(xué)特性還知之甚少。人們 對(duì)顆粒堆內(nèi)部力結(jié)構(gòu)和分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)并沒有給出一個(gè)完善的、清楚的描述。對(duì)顆粒物質(zhì) 的研究，還需在不同條件下通過大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，歸納總結(jié)出一些具有普適性的理論 來解釋顆粒系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)規(guī)律。靜態(tài)顆粒的力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、應(yīng)力分布和動(dòng)態(tài)顆粒系統(tǒng)
的自組織、非平衡相變、非線性問題都有待研究。本實(shí)用新型對(duì)觀測(cè)顆粒物質(zhì)的力學(xué)特性是 非常有用的。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、使用可靠的顆粒物質(zhì)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn) 儀。 本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。 本實(shí)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(jìn)電機(jī)控制器、力傳感器顯示儀；其連接關(guān)系為容 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(dòng)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(jìn)電機(jī)相連接的橫梁上，位移裝置通過步進(jìn)電機(jī)控制器控制可進(jìn)行微 動(dòng)。
本實(shí)用新型工作過程為先通過調(diào)節(jié)位移裝置，使活塞伸入容器底部，將一定質(zhì)量 的顆粒物質(zhì)從容器上口緩慢倒入容器中，通過步進(jìn)電機(jī)控制器控制位移裝置帶動(dòng)活塞緩緩 下降一定高度，容器中的顆粒物質(zhì)對(duì)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(shù)據(jù)可在電腦上實(shí)時(shí)記錄。 有益效果 本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，實(shí)驗(yàn)精度高的優(yōu)點(diǎn)。
圖l實(shí)驗(yàn)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(jìn)電機(jī)控制器、11-力傳感器顯 示儀。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明 如圖1所示，本實(shí)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(jìn)電機(jī)控制器10、力傳感器 顯示儀ll。其連接關(guān)系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(jìn)電機(jī)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(diào)節(jié)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(shè)計(jì)的稍小于容器5內(nèi)徑，活塞9將不與容器 5壁接觸。將一定質(zhì)量的顆粒物質(zhì)從容器5上口緩慢倒入容器中，通過步進(jìn)電機(jī)控制器10 控制位移裝置6帶動(dòng)活塞9緩緩下降，容器5中的顆粒物質(zhì)對(duì)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(shù)據(jù)可在電 腦上實(shí)時(shí)記錄。
權(quán)利要求一種顆粒物質(zhì)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于包括底盤(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(jìn)電機(jī)控制器(10)、力傳感器顯示儀(11)；其連接關(guān)系為容器固定支架(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(dòng)的活塞(9)組成，且活塞(9)直徑設(shè)計(jì)的稍小于容器(5)內(nèi)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(jìn)電機(jī)控制器(10)控制可進(jìn)行微動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型顆粒物質(zhì)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)儀，屬于自動(dòng)化儀器與裝置制造技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)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(jìn)電機(jī)、絲杠)、橫梁、力傳感器、活塞、步進(jìn)電機(jī)控制器、力傳感器顯示儀；先通過調(diào)節(jié)位移裝置，使活塞伸入容器底部，將一定質(zhì)量的顆粒物質(zhì)從容器上口緩慢倒入容器中，通過步進(jìn)電機(jī)控制器控制位移裝置帶動(dòng)活塞緩緩下降一定高度，容器中的顆粒物質(zhì)對(duì)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(shù)據(jù)可在電腦上實(shí)時(shí)記錄。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)儀得到的數(shù)據(jù)，可揭示顆粒內(nèi)部的力傳遞過程。本實(shí)驗(yàn)儀在科研機(jī)關(guān)、大中專院校的科研及教學(xué)中有推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G01N3/00GK201464274SQ20082012376
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月19日
發(fā)明者劉佳, 史慶藩, 孫剛, 梁宣文, 魯長(zhǎng)宏 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)