專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置及剪切開(kāi)裂裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置及剪切開(kāi)裂裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于材料力學(xué)性能試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于浙青混合料的剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置及剪切開(kāi)裂裝置。
背景技術(shù)：
[0002]由于具有強(qiáng)度高，行車(chē)平穩(wěn)、舒適、噪音小，易于施工和養(yǎng)護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，浙青路面在國(guó)內(nèi)外高等級(jí)公路和機(jī)場(chǎng)跑道路面中得到廣泛的應(yīng)用。然而近年來(lái)，隨著交通量的不斷增大和大型重卡的增多，浙青路面在使用早期就經(jīng)常出現(xiàn)大量損壞的現(xiàn)象，如車(chē)轍、層間滑移， 擁包推擠，甚至裂縫等等。剪切變形是造成車(chē)轍、層間滑移、擁包推擠和一些裂縫形成的重要原因之一。但是，在浙青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和浙青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)中，浙青混合料抗剪強(qiáng)度的檢驗(yàn)往往被忽略，容易造成浙青路面抗剪強(qiáng)度不足。[0003]剪切開(kāi)裂試驗(yàn)是研究浙青混合料抗剪強(qiáng)度和剪切裂紋萌生和發(fā)展機(jī)理的最直接方法。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量材料力學(xué)性能的材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)主要由加載系統(tǒng),應(yīng)變、位移測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。借助材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)量材料的抗剪切開(kāi)裂性能，可以通過(guò)增加一套剪切夾持和加載裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。[0004]根據(jù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，剪切夾持和加載裝置必須滿足以下兩點(diǎn)要求(I)具有較強(qiáng)的試件尺寸適應(yīng)性。目前，針對(duì)不同級(jí)配浙青混合料的試件尺寸還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)有效性，試件尺寸的最小值一般要求是最大骨料粒徑的三到四倍。試件尺寸不同，就要求夾持裝置必須具有一定的尺寸可調(diào)性，以增強(qiáng)對(duì)試件尺寸的適應(yīng)性。(2)夾持裝置不能遮擋觀測(cè)面，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。試驗(yàn)中夾持裝置可能遮蔽試件表面，以致試件中發(fā)生的微結(jié)構(gòu)變化、裂紋萌生、生長(zhǎng)和聚合等破壞現(xiàn)象難以觀察，從而限制浙青混合料抗開(kāi)裂性能的研究。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種對(duì)試件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)且易于觀察試件表面微結(jié)構(gòu)變化現(xiàn)象的用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置。[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置，包括導(dǎo)軌平臺(tái)、移動(dòng)基座和頂蓋，所述導(dǎo)軌平臺(tái)上具有兩條平行的底部帶卡槽的導(dǎo)軌通槽，所述導(dǎo)軌平臺(tái)上具有用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)水平基座固定的埋頭孔；所述移動(dòng)基座為倒T形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，其凸臺(tái)底座的下表面具有兩條用于嵌入所述導(dǎo)軌通槽內(nèi)的平行導(dǎo)軌，凸臺(tái)底座具有用于與導(dǎo)軌平臺(tái)固定的通孔，凸臺(tái)頂部具有用于與頂蓋固定的螺孔；所述頂蓋為板狀結(jié)構(gòu)，所述頂蓋包括用于與所述凸臺(tái)頂部固定的通孔以及用于夾持試件的螺紋通孔。[0007]更進(jìn)一步地，所述夾持裝置還包括墊塊，所述墊塊位于螺紋通孔的正下方，用于保證試件上表面被夾持的部分受力均勻。[0008]更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)軌平臺(tái)與所述移動(dòng)基座通過(guò)卡槽螺栓連接。[0009]更進(jìn)一步地，通過(guò)在所述頂蓋的螺紋通孔中擰入螺栓將所述試件與所述墊塊固[0010]本實(shí)用新型提供的夾持裝置的優(yōu)點(diǎn)在于(I)可移動(dòng)基座和頂蓋、螺栓及墊塊的組合，分別將試件夾持端上下表面夾持住，而不會(huì)遮擋試件側(cè)面，從而便于觀測(cè)試件在加載過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)變化，以及裂紋萌生，生長(zhǎng)和聚合等破壞現(xiàn)象；(2)通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在導(dǎo)軌平臺(tái)上的可移動(dòng)基座，剪切夾持裝置可以適應(yīng)試件長(zhǎng)度的變化，調(diào)節(jié)安裝在頂蓋上的螺栓又可以適應(yīng)試件高度的變化。同時(shí)，在螺栓和試件表面之間設(shè)置了一個(gè)矩形墊塊，以保證螺栓向下擰緊時(shí)不破壞試件表面結(jié)構(gòu)，而且試件表面受力均勻。[0011]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種包括上述的夾持裝置的剪切開(kāi)裂裝置，還包括壓臺(tái)，所述壓臺(tái)位于試件的上方，所述壓臺(tái)具有一帶卡槽的凸臺(tái)，所述帶卡槽的凸臺(tái)用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓縮加載裝置連接。[0012]本實(shí)用新型提供的剪切開(kāi)裂裝置可以與材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配套使用，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，其零件便于加工制造；通過(guò)調(diào)節(jié)移動(dòng)基座使得該裝置可以適應(yīng)不同長(zhǎng)度和高度的浙青混合料試件；還可以借助數(shù)碼攝像儀器從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程中試件側(cè)面的全程觀測(cè)，不僅能觀測(cè)試件變形，而且能觀測(cè)表面裂紋萌生、發(fā)展和微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的演化。


[0013]圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的剪切開(kāi)裂裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置中移動(dòng)基座結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置中頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的剪切開(kāi)裂裝置的三維零件爆炸圖。
具體實(shí)施方式
[0017]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0018]本實(shí)用新型針對(duì)實(shí)驗(yàn)室浙青路面材料小型試件的剪切破壞試驗(yàn)，提供一種用于材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的適用于浙青混合料的剪切夾持和開(kāi)裂試驗(yàn)裝置。該裝置借助材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的壓縮加載來(lái)提供對(duì)試件的剪切載荷，可以完成不同尺寸浙青混合料長(zhǎng)方體試件的剪切破壞試驗(yàn)，還可以借助數(shù)碼攝像儀器，記錄試件表面裂紋萌生和發(fā)展及微結(jié)構(gòu)變化的全過(guò)程。[0019]如圖I所示，夾持裝置包括導(dǎo)軌平臺(tái)I、移動(dòng)基座2和頂蓋3，導(dǎo)軌平臺(tái)I上具有兩條平行的底部帶卡槽的導(dǎo)軌通槽，導(dǎo)軌平臺(tái)I上具有用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)水平基座固定的埋頭孔；如圖2所示，移動(dòng)基座2為倒T形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，其凸臺(tái)底部的下表面具有兩條用于嵌入導(dǎo)軌通槽內(nèi)的平行導(dǎo)軌，凸臺(tái)底部具有用于與導(dǎo)軌平臺(tái)I固定的通孔，凸臺(tái)頂部具有用于與頂蓋固定的螺孔；如圖3所示，頂蓋3為板狀結(jié)構(gòu)，頂蓋3包括用于與凸臺(tái)頂部固定的通孔以及用于夾持試件的螺紋通孔。[0020]在本實(shí)用新型中，夾持裝置還包括墊塊5，墊塊5位于螺紋通孔的正下方，用于保證試件上表面被夾持的部分受力均勻。[0021]在本實(shí)用新型中，導(dǎo)軌平臺(tái)I與移動(dòng)基座2通過(guò)卡槽螺栓連接?？梢酝ㄟ^(guò)在頂蓋 3的螺紋通孔中擰入螺栓將試件與墊塊5固定。[0022]如圖4所示，導(dǎo)軌平臺(tái)I可以為長(zhǎng)方體，位于整套裝置的最下方。在導(dǎo)軌平臺(tái)I的中心打有兩個(gè)圓形的埋頭孔，目的是利用螺栓將導(dǎo)軌平臺(tái)固定在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的水平基座上。在導(dǎo)軌平臺(tái)I的上方沿長(zhǎng)度方向開(kāi)有兩條矩形的導(dǎo)軌通槽。導(dǎo)軌通槽下方有一條與導(dǎo)軌通槽長(zhǎng)度相同，但略寬的卡槽。移動(dòng)基座2裝配在導(dǎo)軌平臺(tái)上?；撞?jī)蓷l平行的凸臺(tái)分別嵌入導(dǎo)軌平臺(tái)上方的導(dǎo)軌通槽內(nèi)。基座可以沿導(dǎo)軌通槽水平移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)試件夾持端的水平位置調(diào)節(jié)。移動(dòng)到位后，可以利用卡槽螺栓和螺母將基座固定在導(dǎo)軌平臺(tái)上。 基座底部的最右邊是一個(gè)外伸的矩形平臺(tái)，緊貼導(dǎo)軌，用于支撐試件夾持端。頂蓋3通過(guò)螺栓安裝在移動(dòng)基座的上方。它的右邊也有一個(gè)外伸的平臺(tái)，與基座下方的外伸平臺(tái)相對(duì)應(yīng)， 其外伸長(zhǎng)度與基座外伸平臺(tái)的長(zhǎng)度相同。頂蓋外伸平臺(tái)打有四個(gè)螺紋通孔，擰入四枚螺栓， 就能夠?qū)⒎胖迷诨馍炱脚_(tái)和頂蓋外伸平臺(tái)之間的試件夾持端緊緊頂住，從而將試件固定。[0023]在本實(shí)用新型提供的用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置的優(yōu)點(diǎn)在于(I)可移動(dòng)基座和頂蓋、螺栓及墊塊的組合，分別將試件夾持端上下表面夾持住，而不會(huì)遮擋試件側(cè)面，從而便于觀測(cè)試件在加載過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)變化，以及裂紋萌生，生長(zhǎng)和聚合等破壞現(xiàn)象；(2) 通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在導(dǎo)軌平臺(tái)上的可移動(dòng)基座，剪切夾持裝置可以適應(yīng)試件長(zhǎng)度的變化，調(diào)節(jié)安裝在頂蓋上的螺栓13、14、15、16，又可以適應(yīng)試件高度的變化。同時(shí)，在螺栓和試件表面之間設(shè)置了一個(gè)矩形墊塊5，以保證螺栓向下擰緊時(shí)不破壞試件表面結(jié)構(gòu)，而且試件表面受力均勻。[0024]在本實(shí)用新型中，將壓臺(tái)6與上述的夾持裝置組合在一起構(gòu)成了剪切開(kāi)裂裝置， 其中壓臺(tái)6可以為長(zhǎng)方體，位于試件的上方，壓臺(tái)6具有一帶卡槽的凸臺(tái)，帶卡槽的凸臺(tái)用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓縮加載裝置連接。[0025]在本實(shí)用新型中，剪切開(kāi)裂裝置在使用過(guò)程需要采用壓件4來(lái)調(diào)節(jié)可移動(dòng)夾持基座的位置；該壓件4可以為長(zhǎng)方體。為了更進(jìn)一步地說(shuō)明本實(shí)用新型，現(xiàn)在結(jié)合圖4詳述該剪切開(kāi)裂裝置的具體使用方法和步驟如下[0026](I)將導(dǎo)軌平臺(tái)I固定在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的水平基座上。[0027](2)將兩枚卡槽螺栓7、8分別滑入導(dǎo)軌平臺(tái)兩條導(dǎo)軌下方的卡槽內(nèi)，平行放置。[0028](3)將移動(dòng)基座懸于兩枚卡槽螺栓7、8的上方，輕微調(diào)節(jié)螺栓在卡槽中的位置，輕輕放下基座，使兩枚卡槽螺栓分別穿過(guò)基座底部平臺(tái)上的兩個(gè)通孔，同時(shí)使移動(dòng)基座下方的兩條平行凸臺(tái)完全嵌入導(dǎo)軌內(nèi)。給卡槽螺栓7、8套上墊片，再分別擰上螺母9和10，但暫不擰緊，以保證移動(dòng)基座可以沿導(dǎo)軌通槽滑動(dòng)。[0029](4)用螺栓11和12將頂蓋3固定在移動(dòng)基座2的上方，將頂蓋3和基座2緊固連接。[0030](5)將四枚螺栓13-16分別擰入頂蓋3伸出端的四個(gè)螺紋通孔內(nèi)。[0031](6)將長(zhǎng)方體壓件4的一端放置在移動(dòng)基座2的外伸平臺(tái)上，并將墊塊5墊在壓件 4的上方，保持墊塊5和頂蓋3的外側(cè)面對(duì)齊，擰下頂蓋上的四枚螺栓13-16，使螺栓底部平面與墊塊接觸。根據(jù)試驗(yàn)要求，調(diào)整長(zhǎng)方體試件外伸端長(zhǎng)度，然后擰緊螺栓13-16。[0032](7)將壓臺(tái)6固定在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)移動(dòng)橫梁下方的加載頭上，調(diào)節(jié)移動(dòng)橫梁的位置，使壓臺(tái)6底部平面的高度稍稍高于壓件4的上表面。移動(dòng)基座2，使壓件的外伸部分完全位于壓臺(tái)正下方，擰松壓臺(tái)6。微調(diào)基座2的位置，當(dāng)壓臺(tái)左側(cè)與頂蓋右側(cè)完全接觸時(shí)， 再次擰緊壓臺(tái)6。然后，微調(diào)基座2的位置，使頂蓋右側(cè)與壓臺(tái)左側(cè)稍稍分離，控制在Imm距離以內(nèi)，擰緊螺母9、10固定基座2。[0033](8)調(diào)節(jié)材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的移動(dòng)橫梁，使壓臺(tái)上升一定的高度，擰松螺栓13-16， 卸下壓件4，換上浙青混合料長(zhǎng)方體試件，按照第六步的操作固定試件，并利用水平儀調(diào)節(jié)試件水平。[0034](9)將安裝有攝像機(jī)的支撐架放置在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)邊上，調(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭和焦距，使鏡頭對(duì)準(zhǔn)試件外側(cè)面，利用位移或載荷加載模式完成剪切開(kāi)裂試驗(yàn)，觀測(cè)記錄試件側(cè)面微結(jié)構(gòu)變化、裂紋萌生和發(fā)展現(xiàn)象。[0035]本實(shí)用新型提供的剪切開(kāi)裂裝置可以與材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配套使用，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，其零件便于加工制造；通過(guò)調(diào)節(jié)移動(dòng)基座使得該裝置可以適應(yīng)不同長(zhǎng)度和高度的浙青混合料試件；還可以借助數(shù)碼攝像儀器從而實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過(guò)程中試件側(cè)面的全程觀測(cè)，不僅能觀測(cè)試件變形，而且能觀測(cè)表面裂紋萌生、發(fā)展和微細(xì)觀結(jié)構(gòu)的演化。[0036]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置，其特征在于，包括導(dǎo)軌平臺(tái)、移動(dòng)基座和頂蓋， 所述導(dǎo)軌平臺(tái)上具有兩條平行的底部帶卡槽的導(dǎo)軌通槽，所述導(dǎo)軌平臺(tái)上具有用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)水平基座固定的埋頭孔； 所述移動(dòng)基座為倒T形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，其凸臺(tái)底座的下表面具有兩條用于嵌入所述導(dǎo)軌通槽內(nèi)的平行導(dǎo)軌，凸臺(tái)底座具有用于與導(dǎo)軌平臺(tái)固定的通孔，凸臺(tái)頂部具有用于與頂蓋固定的螺孔； 所述頂蓋為板狀結(jié)構(gòu)，所述頂蓋包括用于與所述凸臺(tái)頂部固定的通孔以及用于夾持試件的螺紋通孔。
2.如權(quán)利要求I所述的夾持裝置，其特征在于，所述夾持裝置還包括墊塊，所述墊塊位于螺紋通孔的正下方，用于保證試件上表面被夾持的部分受力均勻。
3.如權(quán)利要求I所述的夾持裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌平臺(tái)與所述移動(dòng)基座通過(guò)卡槽螺栓連接。
4.如權(quán)利要求I所述的夾持裝置，其特征在于，通過(guò)在所述頂蓋的螺紋通孔中擰入螺栓將所述試件與所述墊塊固定。
5.一種包括權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的夾持裝置的剪切開(kāi)裂裝置，還包括壓臺(tái)，所述壓臺(tái)位于試件的上方，所述壓臺(tái)具有一帶卡槽的凸臺(tái)，所述帶卡槽的凸臺(tái)用于與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓縮加載裝置連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于剪切開(kāi)裂試驗(yàn)的夾持裝置及剪切開(kāi)裂裝置，包括導(dǎo)軌平臺(tái)、移動(dòng)基座和頂蓋，導(dǎo)軌平臺(tái)上具有導(dǎo)軌通槽和埋頭孔；移動(dòng)基座為倒T形凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)底座下表面具有兩條用于嵌入所述導(dǎo)軌通槽的平行導(dǎo)軌，凸臺(tái)底座具有用于與導(dǎo)軌平臺(tái)固定的通孔，凸臺(tái)頂部具有用于與頂蓋固定的螺孔；頂蓋為板狀結(jié)構(gòu)，頂蓋包括用于與凸臺(tái)頂部固定的通孔以及用于夾持試件的螺紋通孔。本實(shí)用新型將試件夾持端上下表面夾持住，不會(huì)遮擋試件側(cè)面，從而便于觀測(cè)試件在加載過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)變化，以及裂紋萌生，生長(zhǎng)和聚合等破壞現(xiàn)象；通過(guò)調(diào)節(jié)安裝在導(dǎo)軌平臺(tái)上的可移動(dòng)基座，剪切夾持裝置可以適應(yīng)試件長(zhǎng)度的變化，調(diào)節(jié)安裝在頂蓋上的螺栓又可以適應(yīng)試件高度的變化。
文檔編號(hào)G01N3/04GK202814787SQ20122046097
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者尹安毅, 楊新華, 曾國(guó)偉, 高虎 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)