CN103760015A - 一种用于受压疲劳试验的自动定位器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于受压疲劳试验的自动定位器，包括螺盘夹具、升降对中器和保护帽，螺盘夹具的中间位置设有升降对中器，升降对中器上端配有保护帽，升降对中器的外侧壁上设有垫片。本发明具有稳定性好、精度高、多功能、低成本、结构简单、安装方便等优点，适用于开展单根钢筋、钢筋束及其它试样的受压疲劳试验的研究工作。

Description

一种用于受压疲劳试验的自动定位器

技术领域

本发明涉及一种固定装置，具体涉及一种用于将各种受压试件固定于疲劳试验机工作台的自动定位器。

背景技术

混凝土是世界上应用最普遍、范围最广的结构材料之一。近年来，在钢筋混凝土的工程应用中，钢筋混凝土结构的耐久性问题受到空前的关注。众所周知，实际结构往往承受各种荷载的作用，考虑荷载特别是疲劳荷载对混凝土结构耐久性的影响是非常必要的。

钢筋疲劳强度是钢筋的基本性能参数之一，对承受疲劳荷载的混凝土结构和预应力混凝土结构尤为重要。钢筋疲劳强度试验一般分为自由钢筋和埋入混凝土的钢筋试验，常用的疲劳试验机基本分成两类：一类为电磁共振式材料疲劳机（通称为高频机）；另一类为油压脉冲式材料疲劳机（通称为低频机）。无论哪种疲劳试验机，对于疲劳压力试验而言，均存在钢筋疲劳压力难以施加和受载试样对中不易实现等不足。对于钢筋直接受拉试验、钢筋混凝土受压和受弯试验的疲劳荷载比较容易施加；相比之下，钢筋直接受压的荷载难以实现。究其原因，无外乎以下两种：由于对钢筋受压疲劳性能研究较少，一般的疲劳试验机没有钢筋专用的受压疲劳夹具；单独设计具体针对每个试验个例的受压疲劳夹具设计成本过高。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于受压疲劳试验的自动定位器。

技术方案：本发明的一种用于受压疲劳试验的自动定位器，包括螺盘夹具、升降对中器、保护帽和垫片，所述螺盘夹具的中间位置设有升降对中器，升降对中器上端配有保护帽。

进一步的，所述螺盘夹具为三维螺盘夹具，螺盘夹具包括有三个可沿螺盘夹具径向位置移动的卡爪，螺盘夹具的外侧壁上安装有可用于移动卡爪的钥匙，可通过调节钥匙进而调整三个卡爪的位置以适应不同直径的受压试件。

进一步的，所述升降对中器的整体形状为中空圆柱体，升降对中器的顶部设有承接槽承接槽中可放入受压试件，为了精准的定位受压试件在螺盘夹具中的位置，升降对中器的底部设有定位凸轴，同时定位凸轴还可以起到稳定受压试件的作用。

为了能够实现上部荷载均匀传递至受压试件，所述保护套设有承接板，承接板的一侧配有套筒，所述套筒的立体形状呈开口向下的中空圆柱体，套筒的内径大于承接槽的内径，将套筒套于承载槽中的受压试件上能够防止受压试件的侧向位移，增强装置的稳固性，进而提高测试精度。

进一步的，所述垫片由橡胶材料制成，所述螺盘夹具、升降对中器和保护帽均由45#钢材制成。

进一步的，所述升降对中器的制备方法包括以下步骤：

（1）将45#钢柱加热至820～840℃后保温2小时，然后进行水淬，水淬后加热至560～620℃回火并保温两小时，最后冷却至常温；

（2）将步骤（1）中所得的钢柱经车床加工成中空圆柱体，加工过程中车床的转速为1500r/min，进给量为10cm/min

有益效果：本发明的一种用于受压疲劳试验的自动定位器，与现有技术相比具有以下优点：

（1）稳定性好：本发明中除垫片外其他部件均用45#钢材制作，且受压试件用三维螺盘夹具夹紧后非常牢固，能保证钢筋在试验过程中的稳定性。

（2）本发明中的定位凸轴卡在疲劳试验机工作台对中孔，避免加载过程对中系统的移动，有效降低试验失败的风险，在确保稳定性的同时，更能保证试件精确对中。

（3）多功能、高效率：本发明可以用于单根钢筋、钢筋束，以及其它金属或非金属试件的受压试验，整个装置易于实现材料的批量受压疲劳试验。

（4）成本低廉、加工方便：本发明的制作选材包括45#钢材和橡胶材料，能够降低工艺复杂性和经济成本。

（5）结构简单、安装方便：本发明将受压试件直接夹紧于三维螺盘夹具，只需通过钥匙调节螺盘孔径大小，便可应用于多种类型试件受压疲劳试验，可有效缩短试验安装时间，方便简单。

（6）本发明还配有垫片，该垫片能够在试验过程中起到缓冲以及保护受压试件的作用。

综上所述，本发明适用性广，操作方便灵活，成本低廉，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明中三维螺盘夹具的结构示意图；

图2为本发明中升降对中器的结构示意图；

图3本发明中保护帽的结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案结合附图进行详细说明。

如图1至图3所示，本发明的一种用于受压疲劳试验的自动定位器，包括螺盘夹具1、升降对中器8、保护帽9和垫片。螺盘夹具1的中间位置设有升降对中器8，升降对中器8上端配有保护帽9。

螺盘夹具1为三维螺盘夹具，螺盘夹具1包括有三个可沿螺盘夹具1径向位置移动的卡爪2，当然螺盘夹具1的卡爪2也可以是其他数目，例如为四个或六个；螺盘夹具1的外侧壁上安装有可用于移动卡爪2的钥匙3。

升降对中器8的整体形状为中空圆柱体，升降对中器8的顶部设有深度与受压试件高度相适应的承接槽4，用于放置受压试件；升降对中器8的底部设有与试验台定位孔相适应的的定位凸轴5，该定位凸轴5对受压试件能够起到定位和稳定作用，便于试验顺利进行。

保护套包括承接板7，承接板7的一侧配有套筒6，套筒6的立体形状呈开口向下的中空圆柱体，套筒6的内径大于承接槽4的内径。

垫片由橡胶材料制成，螺盘夹具1、升降对中器8和保护帽9均由45#钢材制成。

升降对中器8的制备方法包括以下步骤：

（1）将45#钢柱加热至820～840℃后保温2小时，然后进行水淬，水淬后加热至560～620℃回火并保温两小时，最后冷却至常温；

（2）将步骤（1）中所得的钢柱经车床加工成中空圆柱体，加工过程中车床的转速为1500r/min，进给量为10cm/min。

下面给出一个应用本发明进行受压疲劳试验的实施例：

试验设备：SDS300电液伺服动静试验机；被试验试件：7根直径均是7cm的HPB235钢材组成的钢筋束；试验中各项参数：应力水平为0.8，循环特征值为0.1，应力幅值为46.51kN，应力均值为-56.85kN，加载频率为7Hz，疲劳次数为10万次。

本实施例的具体实施步骤如下：

A、用钥匙3把三个卡爪2调节位置到与升降对中器8及受载试件相适应的位置；

B、把放置承接槽4内的钢筋束连同升降对中器8一起夹紧于三维螺盘夹具内，调整钢筋位置至露出升降对中器85cm，并将垫片加塞于钢筋束周围后，将其用钥匙3旋紧，随着钥匙3的旋紧卡爪2向螺盘夹具1的中间位置移动，进而夹住垫片及钢筋束；此时，定位凸轴5正好露出车床夹具底端0.2cm；

C、将套筒6套在露出的钢筋束上，此时钢筋束上有3cm高的部位暴露在外并受垫片约束保护；

D、启动疲劳试验机，将施力端头拉至高于该定位器的位置后，把定位器放在试验机工作台上，使定位凸轴5正好卡在试验机工作台定位孔内（二者直径相当）；

E、设置疲劳试验参数，开始试验；

F、进行观测，记录数据；

G、回收定位器；

H、数据处理。

Claims (7)

1.一种用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：包括螺盘夹具（1）、升降对中器（8）、保护帽（9）和垫片，所述螺盘夹具（1）的中间位置设有升降对中器（8），升降对中器（8）上端配有保护帽（9）。

2.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述螺盘夹具（1）为三维螺盘夹具，螺盘夹具（1）包括有三个可沿螺盘夹具（1）径向位置移动的卡爪（2），螺盘夹具（1）的外侧壁上安装有可用于移动卡爪（2）的钥匙（3）。

3.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述升降对中器（8）的整体形状为中空圆柱体，升降对中器（8）的顶部设有承接槽（4），升降对中器（8）的底部设有定位凸轴（5）。

4.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述保护帽（9）包括承接板（7），承接板（7）的一侧配有套筒（6），所述套筒（6）的立体形状呈开口向下的中空圆柱体，套筒（6）的内径大于承接槽（4）的内径。

5.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述垫片由橡胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述螺盘夹具（1）、升降对中器（8）和保护帽（9）均由45#钢材制成。

7.根据权利要求1所述的用于受压疲劳试验的自动定位器，其特征在于：所述升降对中器（8）的制备方法包括以下步骤：

（1）将45#钢柱加热至820～840℃后保温2小时，然后进行水淬，水淬后加热至560～620℃回火并保温两小时，最后冷却至常温；

（2）将步骤（1）中所得的钢柱经车床加工成中空圆柱体，加工过程中车床的转速为1500r/min，进给量为10cm/min。

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