CN106596300A - 摆锤敲击法检测材料强度的装置及材料强度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摆锤敲击法检测材料强度的装置及材料强度检测方法，摆锤敲击法检测材料强度的装置包括：竖板、悬臂、摆臂、锤头、定位孔、钢钉和把手；所述悬臂垂直固定连接在竖板的上部；摆臂的一端铰接在悬臂的端部；锤头与摆臂的另一端固定连接；定位孔设置在竖板上，定位孔的位置与摆臂下落后锤头的位置相对应；钢钉设置在所述定位孔内；所述把手与竖板固定连接。利用本发明摆锤敲击法检测材料强度的装置及材料强度检测方法进行材料强度检测无需繁琐耗时的准备工作，对操作人员的专业程度要求低。

Description

摆锤敲击法检测材料强度的装置及材料强度检测方法
技术领域
本发明属于材料强度检测技术领域，特别是涉及一种摆锤敲击法检测材料强度的装置，以及利用该装置实现的材料强度检测方法。
背景技术
力学上，材料在外力作用下抵抗破坏（变形和断裂）的能力称为强度。强度问题十分重要，许多房屋、桥梁、堤坝等的倒塌都是由于强度不够而造成的。所以在工程设计中，强度问题常列为最重要的问题之一。为了确保强度满足要求，必须在给定的环境（如外力和温度）下对结构进行强度计算或强度试验。
强度检测是指检测出材料或结构在给定环境下的应力和应变，但是现有的测试仪及检测方法存在的问题是为强度测量所需的准备工作十分繁琐、耗时，并且要求专业人员操作。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种摆锤敲击法检测材料强度的装置，本发明的第二目的是提供一种利用上述装置实现的材料强度检测方法，以解决为强度测量所需的准备工作十分繁琐、耗时，并且要求专业人员操作的问题。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种摆锤敲击法检测材料强度的装置，其包括：竖板、悬臂、摆臂、锤头、定位孔、钢钉和把手；所述悬臂垂直固定连接在竖板的上部；摆臂的一端铰接在悬臂的端部；锤头与摆臂的另一端固定连接；定位孔设置在竖板上，定位孔的位置与摆臂下落后锤头的位置相对应；钢钉设置在所述定位孔内；所述把手与竖板固定连接。
本发明如上所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，所述竖板为T字形，把手的数量为两个，分别固定安装在竖板上部的两侧。
本发明如上所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，该装置还包括限位件，限位件固定在悬臂的端部，用于限定摆臂的最高摆动位置。
本发明如上所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，所述限位件为限位板，所述限位板限定摆臂的最高摆动位置为水平。
本发明如上所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，该装置还包括轴承，摆臂的一端通过轴承连接在悬臂的端部。
本发明如上所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，所述锤头为立方体结构；所述把手为椭圆形。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种一种材料强度检测方法，其特征在于，利用以上任一项所述的装置实现，包括以下步骤：
步骤1，对待检测材料的表面进行预处理；
步骤2，将装置的竖板置于待检测材料的表面，将钢钉放入定位孔中，移动竖板使定位孔移动至材料的检测位置；
步骤3，提起锤头使锤头移动至预定高度，松开锤头使其自由下落，锤头敲击定位孔上的钢钉；
步骤4，测量钢钉的外露长度，然后由钢钉总长度计算出钢钉打入深度；
步骤5，根据待检测材料的强度回归曲线计算出材料强度值。
本发明如上所述的材料强度检测方法，优选的，所述待检测材料为木制材料、砖材料或砂浆材料。
本发明如上所述的材料强度检测方法，优选的，步骤1中所述的预处理是指剔除墙面或木构件抹灰层，露出木材、砖或砂浆缝。
本发明如上所述的材料强度检测方法，优选的，摆锤敲击法检测材料强度的装置包括限位板，步骤3的操作步骤为：提起锤头使锤头移动至限位板处。
本发明的有益效果是：
本发明摆锤敲击法检测材料强度的装置是利用摆锤自由下落时的能量，敲击钢钉，根据钢钉的打入深度推定材料的强度。在进行材料强度检测前需要根据不同材料，制定不同材料检测强度的回归曲线；对于同一材料而言，其打入深度愈深，则材料强度愈低；反之，其打入深度愈浅，则材料强度愈高。利用本发明装置和检测方法，进行材料强度检测无需繁琐耗时的准备工作，对操作人员的专业程度要求低。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的摆锤敲击法检测材料强度的装置正面示意图；
图2为本发明一种实施例的摆锤敲击法检测材料强度的装置侧面示意图；
图3为本发明一种实施例的材料强度检测方法流程示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、竖板，2、摆臂，3、锤头，4、定位孔，5、钢钉，6、悬臂，7、轴承，8、限位件，9、把手，11、竖板垂直部，12、竖板水平部。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的摆锤敲击法检测材料强度的装置及材料强度检测方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1和图2示出本发明一种实施例的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其包括：竖板1、悬臂6、摆臂2、锤头3、定位孔4、钢钉5和把手9；悬臂6垂直固定连接在竖板1的上部；摆臂2的一端铰接在悬臂6的端部；锤头3与摆臂2的另一端固定连接；定位孔4设置在竖板1上，定位孔4的位置与摆臂2下落后锤头3的位置相对应；钢钉5设置在定位孔4内；把手9与竖板1固定连接。
利用上述摆锤敲击法检测材料强度的装置进行材料强度检测包括以下步骤：
步骤1，对待检测材料的表面进行预处理；优选的，所述待检测材料为木制材料、砖材料或砂浆材料；在一种优选实施例中，步骤1中的预处理是指剔除墙面或木构件抹灰层，露出木材、砖或砂浆缝。
步骤2，将装置的竖板1置于待检测材料的表面，将钢钉5放入定位孔4中，移动竖板1使定位孔4移动至材料的检测位置；
步骤3，提起锤头3使锤头3移动至预定高度，松开锤头3使其自由下落，锤头3敲击定位孔4上的钢钉5；
步骤4，测量钢钉5的外露长度，然后由钢钉5总长度计算出钢钉5打入深度；
步骤5，根据待检测材料的强度回归曲线计算出材料强度值。
下面将以木材为例来说明某种材料强度回归曲线的获得方法。选取强度等级TC11、TC13、TC15、TC17的木材分别按照步骤1-4的方法进行摆锤敲击法试验，测出每种强度等级的钢针打入深度，同时对各强度等级的木材进行抗压强度试验，以打入深度为横座标，木材的抗压强度为纵座标绘制出检测材料强度用的回归曲线。
本发明摆锤敲击法检测材料强度的装置是利用摆锤自由下落时的能量，敲击钢钉，根据钢钉的打入深度推定材料的强度。在进行材料强度检测前需要根据不同材料，制定不同材料检测强度的回归曲线；对于同一材料而言，其打入深度愈深，则材料强度愈低；反之，其打入深度愈浅，则材料强度愈高。利用本发明装置和检测方法，进行材料强度检测无需繁琐耗时的准备工作，对操作人员的专业程度要求低。
在一种优选的摆锤敲击法检测材料强度的装置中，如图1所示，竖板1为T字形，包括竖板垂直部11和与竖板垂直部垂直连接的竖板水平部12；在一种优选的摆锤敲击法检测材料强度的装置中，把手9的数量为两个，分别固定安装在竖板1上部的两侧。在图1中示出的把手为椭圆形结构，便于操作者握持。
本发明如上的摆锤敲击法检测材料强度的装置，进一步，该装置还包括限位件8，限位件8固定在悬臂6的端部，用于限定摆臂2的最高摆动位置。在一种优选的实施例中，限位件8为限位板，限位板限定摆臂2的最高摆动位置为水平。利用上述摆锤敲击法检测材料强度的装置进行材料强度检测时，操作者仅需提起锤头使锤头移动至限位板处即可，每次锤头的移动高度位置是固定且已知的，更加便于材料强度的检测和使用者的操作。
在一种优选的摆锤敲击法检测材料强度的装置中，该装置还包括轴承7，摆臂2的一端通过轴承7连接在悬臂6的端部。利用轴承实现摆臂和悬臂的连接，能够减少摆臂转动时的摩擦，提高锤头击打钉子的击打力。在优选的实施例中，锤头3为立方体结构；把手9为椭圆形。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.一种摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，包括：竖板、悬臂、摆臂、锤头、定位孔、钢钉和把手；所述悬臂垂直固定连接在竖板的上部；摆臂的一端铰接在悬臂的端部；锤头与摆臂的另一端固定连接；定位孔设置在竖板上，定位孔的位置与摆臂下落后锤头的位置相对应；钢钉设置在所述定位孔内；所述把手与竖板固定连接。
2.根据权利要求1所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，所述竖板为T字形，把手的数量为两个，分别固定安装在竖板上部的两侧。
3.根据权利要求1所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，还包括限位件，限位件固定在悬臂的端部，用于限定摆臂的最高摆动位置。
4.根据权利要求3所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，所述限位件为限位板，所述限位板限定摆臂的最高摆动位置为水平。
5.根据权利要求1-4任一项所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，还包括轴承，摆臂的一端通过轴承连接在悬臂的端部。
6.根据权利要求5所述的摆锤敲击法检测材料强度的装置，其特征在于，所述锤头为立方体结构；所述把手为椭圆形。
7.一种材料强度检测方法，其特征在于，利用权利要求1-6任一项所述的装置实现，包括以下步骤：
步骤1，对待检测材料的表面进行预处理；
步骤2，将装置的竖板置于待检测材料的表面，将钢钉放入定位孔中，移动竖板使定位孔移动至材料的检测位置；
步骤3，提起锤头使锤头移动至预定高度，松开锤头使其自由下落，锤头敲击定位孔上的钢钉；
步骤4，测量钢钉的外露长度，然后由钢钉总长度计算出钢钉打入深度；
步骤5，根据待检测材料的强度回归曲线计算出材料强度值。
8.根据权利要求7所述的材料强度检测方法，其特征在于，所述待检测材料为木制材料、砖材料或砂浆材料。
9.根据权利要求8所述的材料强度检测方法，其特征在于，步骤1中所述的预处理是指剔除墙面或木构件抹灰层，露出木材、砖或砂浆缝。
10.根据权利要求7所述的材料强度检测方法，其特征在于，摆锤敲击法检测材料强度的装置包括限位板，步骤3的操作步骤为：提起锤头使锤头移动至限位板处。
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