本發(fā)明涉及建筑檢測(cè)領(lǐng)域，涉及一種建筑材料檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在建筑物中使用的材料統(tǒng)稱(chēng)為建筑材料。新型的建筑材料包括的范圍很廣，有保溫材料、隔熱材料、高強(qiáng)度材料、會(huì)呼吸的材料等都屬于新型材料。建筑材料是土木工程和建筑工程中使用的材料的統(tǒng)稱(chēng)。建筑材料是生活中不可缺少的一部分，因此，需要對(duì)建筑材料的防沖擊能力進(jìn)行檢測(cè)，以保證建筑材料的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種解決或部分解決上述問(wèn)題的一種建筑材料檢測(cè)裝置。

為達(dá)到上述技術(shù)方案的效果，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種建筑材料檢測(cè)裝置，由直行雙導(dǎo)軌、跌落平臺(tái)、沖擊臺(tái)面和基座、曲線分析器組成，并且與PC機(jī)通過(guò)高速數(shù)據(jù)線相連；

進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先將待測(cè)的建筑材料放置在跌落平臺(tái)的基板上，跌落平臺(tái)的基板中間部分可以自由移除，跌落平臺(tái)的右側(cè)固定在直行雙導(dǎo)軌上，并且可以自由在直行雙導(dǎo)軌上滑動(dòng)；基座用于固定直行雙導(dǎo)軌、跌落平臺(tái)、沖擊臺(tái)面，沖擊臺(tái)面與PC機(jī)相連；

當(dāng)把跌落平臺(tái)上通過(guò)直行雙導(dǎo)軌升到高度h，使用螺旋進(jìn)行固定，將跌落平臺(tái)的基板中間部分移除，使基板上的建筑材料自由下落，在與沖擊臺(tái)面上的電路板碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沖擊載荷,沖擊載荷與跌落平臺(tái)的高度以及建筑材料的形狀、重量相關(guān)，用C(t)記錄沖擊載荷隨時(shí)間t的變化曲線，曲線分析器通過(guò)分析沖擊載荷隨時(shí)間t的變化曲線，能夠分析出跌落平臺(tái)的高度以及建筑材料的形狀、建筑材料的重量，把跌落平臺(tái)抬升的高度越高，其自由落下后發(fā)生跌落沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊載荷越大，曲線分析器采用的公式如下：

其中，為沖擊載荷隨時(shí)間t的變化曲線的一元微積分，為沖擊載荷隨時(shí)間t的變化曲線與坐標(biāo)軸組成的圖形的面積，a為建筑材料的長(zhǎng)度，b為建筑材料的寬度，a、b用來(lái)確認(rèn)建筑材料的形狀，h為跌落平臺(tái)的高度，F(xiàn)為建筑材料的重量，e代表恢復(fù)系數(shù)，e＝0代表是完全非彈性碰撞，e＝1代表是完全彈性碰撞；

在沖擊臺(tái)面上固定所述電路板，在自由跌落撞擊過(guò)程中，沖擊載荷消失后會(huì)進(jìn)入自由振動(dòng)階段，直至在阻力和重力作用下靜止，因此，沖擊載荷最終歸于0；

PC機(jī)能處理建筑材料檢測(cè)裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將沖擊載荷隨時(shí)間t的變化曲線以及曲線分析器的結(jié)果記錄下來(lái)，顯示在其的屏幕上。

本發(fā)明的有益成果是：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種建筑材料檢測(cè)裝置，通過(guò)對(duì)建筑材料進(jìn)行自由下落實(shí)驗(yàn)，測(cè)試沖擊電荷來(lái)確認(rèn)與材料的情況，檢測(cè)其的防沖擊能力，因此，具有便攜性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)，并且本建筑材料檢測(cè)裝置也可以檢測(cè)其他行業(yè)材料的防沖擊能力，具有很強(qiáng)的可移植性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種建筑材料檢測(cè)裝置的連接關(guān)系圖；

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例以及附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，能實(shí)現(xiàn)同樣功能的產(chǎn)品屬于等同替換和改進(jìn)，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。具體方法如下：

實(shí)施例1：本發(fā)明的理論基礎(chǔ)是沖擊力學(xué)。沖擊動(dòng)力學(xué)涉及力學(xué)、材料學(xué)、物理學(xué)等多種學(xué)科，是固體力學(xué)的一個(gè)分支。沖擊動(dòng)力學(xué)是指固體或結(jié)構(gòu)在受到?jīng)_擊載荷時(shí)的運(yùn)動(dòng)、變形及破壞規(guī)律。沖擊載荷是指隨時(shí)間迅速變化的載荷。常見(jiàn)的沖擊載荷的波形主要有四種。雖然實(shí)際條件下產(chǎn)生的沖擊波形往往是不規(guī)則的，但為了便于分析，一般用這幾種波形替代。沖擊動(dòng)力學(xué)主要有四個(gè)特征，沖擊是驟然的、過(guò)程是瞬時(shí)的、運(yùn)動(dòng)是瞬態(tài)的、激振函數(shù)是非周期性的。

系統(tǒng)受到?jīng)_擊載荷后，與在靜態(tài)載荷情況下相比，應(yīng)力應(yīng)變都顯著增大，沖擊響應(yīng)譜是將沖擊響應(yīng)峰值fn隨時(shí)間t的的變化趨勢(shì)繪制成的曲線,它是沖擊作用后系統(tǒng)在頻率域所產(chǎn)生的響應(yīng)的特性的描述。工程實(shí)踐中,受沖擊作用的設(shè)備的最大沖擊響應(yīng)值對(duì)設(shè)備有極大的破壞作用，因此沖擊響應(yīng)譜在沖擊防護(hù)設(shè)計(jì)方面有著重要的作用，同時(shí)它也可用于比較沖擊運(yùn)動(dòng)、進(jìn)行環(huán)境條件的模擬試驗(yàn)、動(dòng)載荷及動(dòng)響應(yīng)的估算等。目前，在實(shí)際生產(chǎn)中，響應(yīng)譜被廣泛應(yīng)用在各種動(dòng)力系統(tǒng)的安全性能分析中。

在沖擊載荷作用下的系統(tǒng)的最大響應(yīng)值受到很多因素的影響，主要影響因素有：沖擊的持續(xù)時(shí)間t、沖擊波形、系統(tǒng)本身的固有周期Tn。

(1)沖擊的持續(xù)時(shí)間t

對(duì)于一個(gè)單自由度系統(tǒng),固有頻率fn是固定的,在受到?jīng)_擊載荷的作用時(shí),該系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)隨t的變化而變化，取不同的t值時(shí)，沖擊響應(yīng)峰值也不同。

(2)固有周期

Tn沖擊峰值隨時(shí)間的變化而變化，其曲線可以近似為半正弦、矩形波和鋸齒波等簡(jiǎn)單的幾何圖形.當(dāng)Tn<t時(shí),沖擊峰值隨時(shí)間變化的曲線呈較復(fù)雜的衰減振蕩形，其最大沖擊響應(yīng)值可能達(dá)到?jīng)_擊波峰值的兩倍；當(dāng)Tn>t時(shí),沖擊響應(yīng)的峰值變化與前者相反，大大減弱。

(3)沖擊波形

對(duì)于各種沖擊波形，一次沖擊所產(chǎn)生的能量可看做其包圍的面積，所以，沖擊波形所包圍的面積越大則表示一次沖擊的能量越大。三角波形與前鋒鋸齒波形面積最小，半正弦波形稍大些，矩形沖擊波的面積最大。因此，對(duì)于相同的沖擊峰值,固定的fn、t,按照各種波形的所包圍面積的大小可知矩形波的沖擊是最嚴(yán)重的。

實(shí)施例2：一般情況下，根據(jù)沖擊的性質(zhì)不同，一般將其分為兩類(lèi)。碰撞沖擊或激勵(lì)沖擊，碰撞沖擊是指兩個(gè)或多個(gè)物體的打擊或碰撞，激勵(lì)沖擊是指激勵(lì)對(duì)系統(tǒng)的迅速作用，如壓力脈動(dòng)，環(huán)境擾動(dòng)等等。目前在彈性理論、材料力學(xué)、振動(dòng)理論這三個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中，分析動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題的理論與方法都不同。

(1)彈性理論

沖擊的波動(dòng)理論即是彈性理論的一種體現(xiàn)。其主要特點(diǎn)是保持了激勵(lì)與結(jié)構(gòu)的固有的空間與時(shí)間上的連續(xù)性，在連續(xù)域內(nèi)求取封閉形式的解。因此，其展現(xiàn)的方程往往是偏微分，要依靠偏微分方程或方程組對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)求解，雖然這樣得到的解比較精確，能夠完整地將響應(yīng)特征顯示出來(lái)。但是限于其解法上的復(fù)雜性，很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)的響應(yīng)問(wèn)題求解很難。所以至今，這一理論并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。研究對(duì)象主要是桿、梁、板、殼這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。

(2)材料力學(xué)

主要依靠動(dòng)量守恒和動(dòng)量矩守恒定理解決動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題。主要結(jié)合動(dòng)力試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)、圖線等對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)在動(dòng)載荷作用下的局部影響進(jìn)行研究，如局部最大變形或最大應(yīng)力等。

(3)振動(dòng)理論

許多涉及復(fù)雜激勵(lì)函數(shù)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題都是利用振動(dòng)理論解決的，所以振動(dòng)理論是在處理動(dòng)響應(yīng)方面應(yīng)用最廣泛的學(xué)科。其主要特點(diǎn)是求解過(guò)程中大多用的都是離散化模型，得到的解多為數(shù)值近似解。在利用振動(dòng)理論分析響應(yīng)的方法中，按照主要變量的選擇不同，可分為如下幾類(lèi)：頻率域求解、時(shí)間域求解和響應(yīng)域求解。根據(jù)解法的不同又可分為以下幾類(lèi)：直接積分法、傳遞函數(shù)法、模態(tài)疊加法、響應(yīng)譜法、機(jī)械阻抗法等。

雖然三種理論各成體系，但是許多問(wèn)題是需要綜合這三方面的理論才能解決問(wèn)題的。沖擊現(xiàn)象在開(kāi)始時(shí)不是一個(gè)振蕩過(guò)程，在一段時(shí)間之后才開(kāi)始進(jìn)入振蕩階段，因此對(duì)振蕩前的階段進(jìn)行分析，就必須應(yīng)用彈性理論或材料力學(xué)，振動(dòng)理論只是研究振蕩運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。要想研究完整的沖擊過(guò)程，就必須結(jié)合三方面的理論。對(duì)沖擊動(dòng)力學(xué)的響應(yīng)問(wèn)題的分析主要有三種方法：

(1)實(shí)驗(yàn)法

這是傳統(tǒng)的分析沖擊動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的方法。即通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合回歸分析得到經(jīng)驗(yàn)公式，利用經(jīng)驗(yàn)公式與動(dòng)力學(xué)理論結(jié)合起來(lái)解決工程上的問(wèn)題，但是如Duhamel積分、FFTL等一般僅對(duì)線性系統(tǒng)適用。因此，雖然這種方法因?yàn)槭褂闷饋?lái)簡(jiǎn)單易行，也只能滿(mǎn)足一定工程的需要，但是隨著對(duì)沖擊問(wèn)題的研究日益加深，計(jì)算精度的要求越來(lái)越高，該方法的局限性體現(xiàn)的越來(lái)越明顯，已不能滿(mǎn)足工程問(wèn)題要求。

(2)解析法

為了使用數(shù)學(xué)解析法解決動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題，對(duì)幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、材料特性、破壞機(jī)制等做出了大量的簡(jiǎn)化假設(shè)與限制，雖然其得出的解析解將各種物理量之間的關(guān)系用比較簡(jiǎn)潔的形式給出了詮釋?zhuān)驗(yàn)槠湟肓舜罅康暮?jiǎn)化假設(shè)，因而其得出的結(jié)果也有較大的局限性。

(3)數(shù)值模擬法

連續(xù)性方程、幾何方程、本構(gòu)方程、動(dòng)量方程和能量方程這五個(gè)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基本方程可以對(duì)沖擊問(wèn)題的物理過(guò)程的實(shí)質(zhì)進(jìn)行較為精確的反映。數(shù)值模擬分析方法即是通過(guò)對(duì)這五大方程的分析來(lái)研究問(wèn)題的。具體過(guò)程是首先是給定邊界條件和初始條件，其次是進(jìn)行離散化處理，主要是通過(guò)有限元法、有限差分法或邊界元法等數(shù)學(xué)方法，最后是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)值進(jìn)行近似計(jì)算。

以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。同時(shí)以上說(shuō)明，對(duì)于相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)可以理解及實(shí)施，因此其他基于本發(fā)明所揭示內(nèi)容所完成的等同改變，均應(yīng)包含在本權(quán)利要求書(shū)的涵蓋范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益成果是：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種建筑材料檢測(cè)裝置，通過(guò)對(duì)建筑材料進(jìn)行自由下落實(shí)驗(yàn)，測(cè)試沖擊電荷來(lái)確認(rèn)與材料的情況，檢測(cè)其的防沖擊能力，因此，具有便攜性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)，并且本建筑材料檢測(cè)裝置也可以檢測(cè)其他行業(yè)材料的防沖擊能力，具有很強(qiáng)的可移植性。