受壓全曲線試驗(yàn)裝置及方法
【專利摘要】一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，包括引伸計(jì)和引伸計(jì)固定架，其特征在于：引伸計(jì)固定架包括上下兩個(gè)套環(huán)，伸縮導(dǎo)桿安裝在兩套環(huán)之間，引伸計(jì)安裝在伸縮導(dǎo)桿上連接試驗(yàn)機(jī)；引伸計(jì)固定架高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架四周與試件不接觸。安裝完畢后，試件固定架的高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架安裝在試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間；啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使上下壓板壓縮伸縮導(dǎo)桿并接觸試件，上下壓板壓緊試件施加荷載至預(yù)設(shè)入口力后暫停試驗(yàn)機(jī)，將引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上，可以隨同伸縮導(dǎo)桿一起變形，引伸計(jì)數(shù)據(jù)采集端連接試驗(yàn)機(jī)；繼續(xù)啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以引伸計(jì)的變形作為加載速度控制信號(hào)繼續(xù)加載，直至加載到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值，記錄試驗(yàn)機(jī)的荷載值和引伸計(jì)變形值。
【專利說明】受壓全曲線試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種混凝土或巖石等脆性材料受壓全曲線試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系是鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算、超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、結(jié)構(gòu)延性計(jì)算和鋼筋混凝土有限元分析的基礎(chǔ)。幾十年來，人們作了廣泛的努力，研究混凝土應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系?；炷恋氖軌汉褪芾瓚?yīng)力應(yīng)變?nèi)€，能很好反映它的基本力學(xué)特性，是研究混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、變形、損傷和斷裂理論的主要依據(jù)之一。
[0003]但混凝土屬于準(zhǔn)脆性材料，獲得其應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€的試驗(yàn)技術(shù)比較困難。經(jīng)過不斷努力和嘗試，科研人員逐漸發(fā)現(xiàn)混凝土脆性破壞主要是由于試驗(yàn)機(jī)剛度不足造成的重要結(jié)論，后來很多學(xué)者開始采用剛度很大的試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行混凝土全曲線試驗(yàn)研究。近階段研究成果表明，采用液壓伺服試驗(yàn)機(jī)比如MTS和INSTR0N按照位移或試件本身變形為控制進(jìn)行全曲線試驗(yàn)效果更好。
[0004]若想得到有效的混凝土應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€，必須要在試驗(yàn)中采集準(zhǔn)確的試件變形值。而當(dāng)混凝土在受壓達(dá)到或接近最大荷載時(shí)，試件內(nèi)部及表面開始出現(xiàn)裂縫，繼續(xù)加載時(shí)，試件表面甚至?xí)撀?，在試件表面粘貼應(yīng)變片或綁定引伸計(jì)都會(huì)受到影響，無法全過程采集到真實(shí)有效的變形。而試驗(yàn)機(jī)自身的位移由于存在各種銜接縫隙，也只能作為參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種試驗(yàn)裝置，引伸計(jì)固定在該裝置上能夠全過程采集試件變形，不受試件達(dá)到峰值后損壞的影響，而且采集位移值只包括試件的變形。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，包括引伸計(jì)和引伸計(jì)固定架，其特征在于:引伸計(jì)固定架包括上下兩個(gè)套環(huán)，伸縮導(dǎo)桿安裝在兩套環(huán)之間，引伸計(jì)安裝在伸縮導(dǎo)桿上連接試驗(yàn)機(jī)；引伸計(jì)固定架高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架四周與試件不接觸。
[0008]優(yōu)選的，伸縮導(dǎo)桿包括兩根凹凸對(duì)接的凹桿和凸桿，凹桿具有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有彈簧，凸桿凸出部分伸入凹槽內(nèi)與彈簧接觸，凸桿與凹桿的連接段的直徑大于彈簧內(nèi)徑；引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上。
[0009]優(yōu)選的，沿套環(huán)一周設(shè)有供伸縮導(dǎo)桿穿過的圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端連接支座。
[0010]優(yōu)選的，支座為萬向球鉸支座，萬向球鉸支座設(shè)有與伸縮導(dǎo)桿連接的螺紋接口。
[0011]優(yōu)選的，套環(huán)為圓形，沿一周間隔90°設(shè)置四個(gè)圓孔或間隔120°設(shè)置三個(gè)圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端與套環(huán)安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。
[0012]優(yōu)選的，套環(huán)為方形，沿一周間隔90°設(shè)置四個(gè)圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端與套環(huán)安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。[0013]優(yōu)選的，引伸計(jì)固定架所用材料為輕質(zhì)合金。
[0014]一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下幾個(gè)步驟:
[0015]一、安裝試驗(yàn)裝置:先放置下部套環(huán)，將試件放于套環(huán)中間，凸桿伸入凹桿與彈簧接觸，將伸縮導(dǎo)桿插入套環(huán)周圍圓孔，同時(shí)從套環(huán)底部將萬向球鉸支座與伸縮導(dǎo)桿擰緊，然后安裝上部套環(huán)，將套環(huán)套在試件外面，圓孔穿過伸縮導(dǎo)桿上端外螺紋段，從套環(huán)上面擰緊萬向球鉸支座；
[0016]安裝完畢后，試件固定架的高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架安裝在試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間；
[0017]二、啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使上下壓板壓縮伸縮導(dǎo)桿并接觸試件，上下壓板壓緊試件施加荷載至預(yù)設(shè)入口力后暫停試驗(yàn)機(jī)，將引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上，可以隨同伸縮導(dǎo)桿一起變形，引伸計(jì)數(shù)據(jù)采集端連接試驗(yàn)機(jī)；
[0018]三、繼續(xù)啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以引伸計(jì)的變形作為加載速度控制信號(hào)繼續(xù)加載，直至加載到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值，記錄試驗(yàn)機(jī)的荷載值和引伸計(jì)變形值。
[0019]本發(fā)明具有如下有益效果:引伸計(jì)固定架不是依附于試件上，因此試件開裂甚至表面脫落不會(huì)連帶固定架，因此引伸計(jì)設(shè)在該固定架上，整個(gè)過程可以穩(wěn)定采集數(shù)據(jù)；該固定架是安放在試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間，采集的數(shù)據(jù)為試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間的位移，而壓板壓實(shí)試件上下表面后，上下壓板之間的相對(duì)位移就是試件的變形，也就是說通過該固定架，弓丨伸計(jì)僅采集了試件的變形值。拆卸方便，試驗(yàn)結(jié)束后方便拆卸保管。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1:本發(fā)明受壓全曲線試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2:引伸計(jì)固定架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3:伸縮導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4:一種套環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5:—種套環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6: —種套環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]—種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，包括引伸計(jì)I和引伸計(jì)固定架2，引伸計(jì)固定架2包括上下兩個(gè)套環(huán)21，伸縮導(dǎo)桿22安裝在兩套環(huán)21之間，引伸計(jì)I安裝在伸縮導(dǎo)桿22上連接試驗(yàn)機(jī)；引伸計(jì)固定架2高度不小于試件3高度，引伸計(jì)固定架2四周與試件3不接觸。
[0028]伸縮導(dǎo)桿22包括兩根凹凸對(duì)接的凹桿23和凸桿24，凹桿23具有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有彈簧25，凸桿24凸出部分伸入凹槽內(nèi)與彈簧25接觸，凸桿24與凹桿23的連接段的直徑大于彈簧25內(nèi)徑，引伸計(jì)I兩刀口分別綁定在凹桿23和凸桿24上，伸縮導(dǎo)桿22兩端設(shè)有螺紋接口 26。沿套環(huán)21 —周設(shè)有供伸縮導(dǎo)桿22穿過的圓孔27，伸縮導(dǎo)桿22兩端連接萬向球鉸支座28，萬向球鉸支座28設(shè)有與伸縮導(dǎo)桿22連接的螺紋接口。套環(huán)21為圓形或方形，沿一周間隔90°設(shè)置四個(gè)圓孔27或間隔120°設(shè)置三個(gè)圓孔27，伸縮導(dǎo)桿22兩端與套環(huán)21安裝部位直徑小于圓孔27直徑，中間段直徑大于圓孔27直徑。[0029]引伸計(jì)固定架2所用材料為輕質(zhì)合金。
[0030]一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括如下幾個(gè)步驟:
[0031]一、安裝試驗(yàn)裝置:先放置下部套環(huán)，將試件放于套環(huán)中間，凸桿伸入凹桿與彈簧接觸，將伸縮導(dǎo)桿插入套環(huán)周圍圓孔，同時(shí)從套環(huán)底部將萬向球鉸支座與伸縮導(dǎo)桿擰緊，然后安裝上部套環(huán)，將套環(huán)套在試件外面，圓孔穿過伸縮導(dǎo)桿上端外螺紋段，從套環(huán)上面擰緊萬向球鉸支座；
[0032]安裝完畢后，試件固定架的高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架安裝在試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間；
[0033]二、啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使上下壓板壓縮伸縮導(dǎo)桿并接觸試件，上下壓板壓緊試件施加荷載至預(yù)設(shè)入口力后暫停試驗(yàn)機(jī)，將引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上，可以隨同伸縮導(dǎo)桿一起變形，引伸計(jì)數(shù)據(jù)采集端連接試驗(yàn)機(jī)；
[0034]三、繼續(xù)啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以引伸計(jì)的變形作為加載速度控制信號(hào)繼續(xù)加載，直至加載到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值，記錄試驗(yàn)機(jī)的荷載值和引伸計(jì)變形值。
[0035]套環(huán)的作用是架立伸縮導(dǎo)桿，套環(huán)與四周伸縮導(dǎo)桿夾緊后形成一個(gè)框架體系，試件至于該框架體系中間，框架與試件不接觸，不受試件破壞影響，僅測量試件整個(gè)高度的受壓變形。
[0036]萬向球鉸支座的作用是:如果受壓過程中出現(xiàn)上下壓板有傾斜時(shí)，可以跟隨壓板
一起調(diào)整。
[0037]盡管本發(fā)明就優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出本發(fā)明的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，包括引伸計(jì)和引伸計(jì)固定架，其特征在于:引伸計(jì)固定架包括上下兩個(gè)套環(huán)，伸縮導(dǎo)桿安裝在兩套環(huán)之間，引伸計(jì)安裝在伸縮導(dǎo)桿上連接試驗(yàn)機(jī)；引伸計(jì)固定架高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架四周與試件不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受壓全曲線試驗(yàn)裝置，其特征在于:伸縮導(dǎo)桿包括兩根凹凸對(duì)接的凹桿和凸桿，凹桿具有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有彈簧，凸桿凸出部分伸入凹槽內(nèi)與彈簧接觸，凸桿與凹桿的連接段的直徑大于彈簧內(nèi)徑；引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受壓全曲線試驗(yàn)裝置，其特征在于:沿套環(huán)一周設(shè)有供伸縮導(dǎo)桿穿過的圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端連接支座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的受壓全曲線試驗(yàn)裝置，其特征在于:支座為萬向球鉸支座，萬向球鉸支座設(shè)有與伸縮導(dǎo)桿連接的螺紋接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，其特征在于:套環(huán)為圓形，沿一周間隔90°設(shè)置四個(gè)圓孔或間隔120°設(shè)置三個(gè)圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端與套環(huán)安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的任一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置，其特征在于:套環(huán)為方形，沿一周間隔90°設(shè)置四個(gè)圓孔，伸縮導(dǎo)桿兩端與套環(huán)安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。
7.權(quán)利要求1-4所述的任一種受壓全曲線試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，其特征在于包括如下幾個(gè)步驟: 一、安裝試驗(yàn)裝置:先放置下部套環(huán)，將試件放于套環(huán)中間，凸桿伸入凹桿與彈簧接觸，將伸縮導(dǎo)桿插入套環(huán)周圍圓孔，同時(shí)從套環(huán)底部將萬向球鉸支座與伸縮導(dǎo)桿擰緊，然后安裝上部套環(huán)，將套環(huán)套在試件外面，圓孔穿過伸縮導(dǎo)桿上端外螺紋段，從套環(huán)上面擰緊萬向球鉸支座； 安裝完畢后，試件固定架的高度不小于試件高度，引伸計(jì)固定架安裝在試驗(yàn)機(jī)上下壓板之間； 二、啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使上下壓板壓縮伸縮導(dǎo)桿并接觸試件，上下壓板壓緊試件施加荷載至預(yù)設(shè)入口力后暫停試驗(yàn)機(jī)，將引伸計(jì)兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上，可以隨同伸縮導(dǎo)桿一起變形，引伸計(jì)數(shù)據(jù)采集端連接試驗(yàn)機(jī)； 三、繼續(xù)啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以引伸計(jì)的變形作為加載速度控制信號(hào)繼續(xù)加載，直至加載到試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)值，記錄試驗(yàn)機(jī)的荷載值和引伸計(jì)變形值。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK103983509SQ201410236062
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】陳育志, 宣衛(wèi)紅, 王瑤, 王潘繡 申請(qǐng)人:金陵科技學(xué)院