[实用新型]连续体‑离散体边界面接触参数标定装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，涉及实验力学领域，是一种测量颗粒材料与边界面的基本接触参数的实验装置，包括颗粒与边界面摩擦系数的测量，以及颗粒与边界面恢复系数的测量。

背景技术

目前，市场上常用的摩擦系数测定仪多用来测定两种连续体材料之间的摩擦系数，包括摩擦系数测定仪和摆式摩擦系数仪，前者主要是通过预制滑块在该种材料上缓慢移动，借此来测定摩擦系数，对于非连续体颗粒材料基本上无法使用。后者基本上是一种测定路面，机场跑道，标线漆等摩擦系数的仪器，对其他方面应用较少。另外，颗粒材料与边界面之间的摩擦系数是离散元中常用的基本参数，如果照搬材料的摩擦系数用作该颗粒体材料的摩擦系数，则往往无法得出较好的模拟结果。实际中，很少将测量恢复系数和测量测量摩擦系数结合起来，往往都是分开测量的，这给离散元参数标定带来了很大的不便。

基于以上现状，一种能够综合测量颗粒材料与连续体材料之间摩擦系数和恢复系数的简易装置具有明显的实用性。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，为了更好的测量颗粒材料与连续体表面之间的摩擦系数和恢复系数，本实用新型提供一种连续体-离散体边界面接触参数标定装置，该装置提供一种简易的实验方法，可以测出柔性体(比如：橡皮膜等)、脆性体(比如透水石等)、弹塑性材料与颗粒物质之间的摩擦系数。本装置在测量摩擦系数的基础上，增加了恢复系数测量功能，可以测量颗粒与边界面碰撞的法向恢复系数和切向恢复系数。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种连续体-离散体边界面接触参数标定装置，包括加载系统、绳子4、滑轮组5、左侧可移动板6、测试材料附着盖板7、平抛台8、配重件9、后侧滑轮固定板10、底座11、后固定板12、右侧可移动板13、前固定板14、前侧滑轮固定板15、拍摄装置。所述的左侧可移动板6、测试材料附着盖板7、后侧滑轮固定板10、底座11、后固定板12、右侧可移动板13、前固定板14、前侧滑轮固定板15均为方形板，均采用树脂材料制作，方形板的最大表面为操作面。

所述的加载系统包括连接件1、拉压传感器2、竖向加载装置3。所述的拉压传感器2固定在连接件1上方，并与竖向加载装置3连接。整个加载系统通过连接件1与绳子4连接，并拉着绳子4运动。所述的底座11四个角点均有预留空间，底座11固定在水平面上。

所述的前侧滑轮固定板15和后侧滑轮固定板10底部固定在底座11的两侧上方，两侧滑轮固定板的操作面与底座11的操作面垂直；两侧滑轮固定板的操作面与观察面平行，且保证两侧滑轮固定板的侧面与底板11的侧面共面。所述的后固定板12固定在底座11上，其操作面与后侧滑轮固定板10的侧面接触，前固定板14定在底座11上，其操作面与前侧滑轮固定板15的侧面接触。所述的前后固定板的操作面上均对称布置变动螺丝孔，用以限定测试材料附着盖板7的运动范围。所述的左侧可移动板6、右侧可移动板13侧面开有孔，通过螺丝并排固定在前后固定板的操作面之间，右左两侧可移动板的操作面均与前后固定板的操作面垂直，右左两侧可移动板和前后固定板围成的区域为中长方体槽。

所述滑轮组5包括3个滑轮，在前侧滑轮固定板15的操作面设置上下两个滑轮，在后侧滑轮固定板10的操作面设置一个滑轮。三个滑轮的槽线在俯视图上保持在同一直线，并处在底座11的长方体槽的中线上。所述的前侧滑轮固定板15操作面下方滑轮位置略高于前固定板14顶部，低于右侧可移动板13顶部，且该滑轮在前侧滑轮固定板15操作面上靠近装置中长方体槽的一侧放置；上方滑轮设置于前侧滑轮固定板15的顶部位置，在前侧滑轮固定板15观察面上远离装置中长方体槽的一侧放置。后侧滑轮固定板10操作面上的滑轮位置略高于后固定板12的顶部，低于右侧可移动板13顶部，且该滑轮在后侧滑轮固定板10观察面上靠近装置中长方体槽的一侧放置，并保证该滑轮槽顶端高度与前侧滑轮固定板15上的下滑轮槽底端高度一致。

所述的绳子4一端固定在连接件1上，绳子4依次通过前侧滑轮固定板15的上方滑轮、下方滑轮、后侧滑轮固定板10上的滑轮后，另一端与配重件9连接。连接件1与前侧滑轮固定板15的上方滑轮之间的绳子4方向为垂直方向。所述的测试材料附着盖板7位于中长方体槽内，与绳子4固定，与底板11操作面平行，测试材料固定在测试材料附着盖板7上。