CN107345874B - 一种断裂破坏试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种断裂破坏试验装置及方法，属于断裂破坏试验装置领域。包括一加载推力装置、两安装有位移测量仪的夹具支撑件和一导轨底座，两所述夹具支撑件均安装在导轨底座上并能够沿其导轨滑动，加载推力装置连接一夹具支撑件并提供平行于该夹具支撑件滑动方向的推力或拉力；加载推力装置和位移测量仪连接上位机；其特征在于：夹具支撑件相对的一端均设置水平且同轴对应的套筒，两套筒远离夹具支撑件的一端均设置有两个支撑板，支撑板位于套筒端面的顶端和底端，支撑板相对连接套筒的端面垂直伸出；水平相对的支撑板间能够匹配形成卡槽。本发明一种分析断裂破坏环境对不同形状试样影响的装置，结构简单，数据可信，方便操作。

Description

一种断裂破坏试验装置及方法
技术领域
本发明涉及断裂破坏试验装置领域。本发明涉及断裂破坏试验装置及方法，尤其涉及一种多个不同形状试样的断裂破坏试验装置及方法。
背景技术
断裂是材料力学性能试验中最基本最重要的实验，是由于新裂缝萌生或已存在裂缝的扩展而引起的一种破坏过程，是材料和结构的破坏失效形式之一。断裂力学的应用已经表明，断裂力学可以提供调查和解决试样许多应用问题的强有力的工具。
目前，用于研究II型断裂破坏性状的试验方法主要是非对称四点弯曲试验，尽管该方法被用于研究土体的II型断裂破坏性状，但是在这种试验方法中，很难确保试样的断裂破坏是在II型加载条件下发生的，事实上，这一点是很难做到的，或者说是几乎不可能完全做到的。专利号CN 102128742 U公开了一种了土体II型断裂破坏的试验装置，虽然能准确保证实验装置为为纯II型断裂破坏，但是实验试样尺寸不可改变，并且实验试样数目只有一个，不可对比II型断裂破坏对试样的影响，更不能完成III型断裂实验。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种断裂破坏试验装置，其可以保证实验装置为为纯II型断裂破坏，同时可以完成III型断裂实验的装置。。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种断裂破坏试验装置，包括一加载推力装置、两安装有位移测量仪的夹具支撑件和一导轨底座，两所述夹具支撑件均安装在导轨底座上并能够沿其导轨滑动，所述加载推力装置连接一所述夹具支撑件并提供平行于该夹具支撑件滑动方向的推力或拉力；所述加载推力装置和位移测量仪连接上位机；其特征在于：所述夹具支撑件相对的一端均设置水平且同轴对应的套筒，两所述套筒远离夹具支撑件的一端均设置有两个支撑板，支撑板位于套筒端面的顶端和底端，支撑板相对连接套筒的端面垂直伸出；水平相对的支撑板间能够匹配形成卡槽。
优选的，所述套筒内还同轴套置有内套筒组，内套筒组包括若干从小到大依次重叠且同轴套设在一起的内套筒，内套筒之间能够相对滑动，且内套筒能够相对套筒的支撑板一端滑出并固定。
优选的，所述夹具支撑件上设有对应套筒的安装孔，所述套筒上相对支撑板的一端固定套设在安装孔内，内套筒能够滑动并收容到安装孔内。
优选的，所述支撑板自由一端设置有半圆形开口，所述支撑板上相对所述开口的两侧均设有凸起，水平相对的所述支撑板间的开口能够匹配形成圆形卡槽。
优选的，所述夹具支撑件上设有用于手动驱动加载推力装置的手轮。
优选的，所述套筒和内套筒均为圆筒状。
这里公开基于上述结构的一种适用于III型断裂破坏试验方法,进行III型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的圆柱体件，调节夹具支撑件之间距离，并将圆柱体件竖直放置在支撑板之间，并通过支撑板上的半圆形开口对圆柱体件进行固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。
这里公开基于上述结构的一种适用于II型断裂破坏试验方法,进行II型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的一圆柱体件和两长方体件，根据圆柱体件规格确定是否选择内套筒，圆柱体件规格与内套筒规格对应时，将该内套筒相对套筒滑出并固定，调节夹具支撑件之间距离，并将圆柱体件水平同轴放置在滑出的内套筒之间，长方体件分别水平放置在水平相对的支撑板之间并通过支撑板上的半圆形开口固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明本发明实现了多个不同形状试样的断裂破坏试验加载，确保在整个试验过程中各个试样的加载环境保持一致，为材料断裂实验研究提供一种分析断裂破坏环境对不同形状试样的影响的装置，同时，试验样品尺寸大小可通过不同大小套筒夹持，结构简单，数据可信，方便操作。本发明还可通过改变试样放置位置来决定试样断裂类型，灵活多变，应用广泛。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明夹具支撑件的正视图。
图3是本发明夹具支撑件的俯视图。
图4是本发明夹持试样的III型断裂试验结构示意图。
图5是本发明加载圆柱体试样II型断裂试验示意图。
附图中，1-导轨底座、2-手轮、3-夹具支撑件、4-套筒、5-支撑板、6-长方体件、7-圆柱体件、8-内套筒。
具体实施方式
本发明可以在材料力学实验室应用，研究断裂破坏环境对不同形状试样影响时，此夹具可更牢固地固定试样，从而得到精确的试验数据，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，一种断裂破坏试验装置包括一加载推力装置、两安装有位移测量仪的夹具支撑件3和一导轨底座1，两所述夹具支撑件3均安装在导轨底座1上并能够沿其导轨滑动。加载推力装置连接一夹具支撑件3并提供平行于该夹具支撑件3滑动方向的推力或拉力；夹具支撑件3上设有用于手动驱动加载推力装置的手轮2。加载推力装置和位移测量仪连接上位机。夹具支撑件3相对的一端均设置水平且同轴对应的套筒4，两套筒4远离夹具支撑件3的一端均设置有两个支撑板5，支撑板5位于套筒4端面的顶端和底端，支撑板5相对连接套筒4的端面垂直伸出。水平相对的支撑板5间能够匹配形成卡槽。
套筒4内还同轴套置有内套筒8组，内套筒8组包括若干从小到大依次重叠且同轴套设在一起的内套筒8，内套筒8之间能够相对滑动，且内套筒8能够相对套筒4的支撑板5一端滑出并固定。套筒4和内套筒8均为圆筒状。夹具支撑件3上设有对应套筒4的安装孔，套筒4上相对支撑板5的一端固定套设在安装孔内，内套筒8能够滑动并收容到安装孔内。支撑板5自由一端设置有半圆形开口，支撑板5上相对开口的两侧均设有凸起，水平相对的支撑板5间的开口能够匹配形成圆形卡槽。内套筒8可以使得装置可以应对不同规格的试验件，扩展其应用范围。
这里公开基于上述结构的一种适用于III型断裂破坏试验方法,进行III型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的圆柱体件7，调节夹具支撑件3之间距离，并将圆柱体件7竖直放置在支撑板5之间，并通过支撑板5上的半圆形开口对圆柱体件7进行固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件7所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。
这里公开基于上述结构的一种适用于II型断裂破坏试验方法,进行II型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的一圆柱体件7和两长方体件6，根据圆柱体件7规格确定是否选择内套筒8，圆柱体件7规格与内套筒8规格对应时，将该内套筒8相对套筒4滑出并固定，调节夹具支撑件3之间距离，并将圆柱体件7水平同轴放置在滑出的内套筒8之间，长方体件6分别水平放置在水平相对的支撑板5之间并通过支撑板5上的半圆形开口固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件7所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。这里长方体件6可以检验装置施力情况，确保试样的断裂破坏是在II型加载条件下发生的。
实施例1：参看图4介绍本发明加载圆柱体试件实现III型断裂破坏试验的过程：
如图所示，此装置左右形状对称相同，因此，左右套筒4上表面两个支撑板5，支撑板5伸出端有半圆孔，当左右支撑板5相对接时，可以卡住圆柱体件7，启动加载推力装置，夹具支撑件3所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏；同时，记录各个试样从开始施力时到试样破坏后加载推力装置和位移测量仪采集到的数据，分析纯III型断裂破坏对圆柱体试样的影响。
实施例2：参看图5介绍本发明加载2个长方体件6和一个圆柱体件7共同完成II型断裂破坏试验的过程：
如图所示，此装置左右形状对称相同，相对接时可夹持2个长方体件61和一个圆柱体件7共同完成II型断裂破坏试验。当启动加载推力装置，夹具支撑件3所在方向施加水平推力，直至各个试样发生II型断裂破坏；同时，记录各个试样从开始施力时到试样破坏后加载推力装置和位移测量仪采集到的数据，分析纯II型断裂破坏对不同形状试样的影响。
本申请的主要创新点为：本发明实现了多个不同形状试样的断裂破坏试验加载，确保在整个试验过程中各个试样的加载环境保持一致，为材料断裂实验研究提供一种分析断裂破坏环境对不同形状试样影响的装置，同时，试验样品尺寸大小可通过不同大小套筒4夹持，结构简单，数据可信，方便操作。本发明还可通过改变试样放置位置来决定试样断裂类型，灵活多变，应用广泛。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种断裂破坏试验装置，包括一加载推力装置、两安装有位移测量仪的夹具支撑件和一导轨底座，两所述夹具支撑件均安装在导轨底座上并能够沿其导轨滑动，所述加载推力装置连接一所述夹具支撑件并提供平行于该夹具支撑件滑动方向的推力或拉力；所述加载推力装置和位移测量仪连接上位机；其特征在于：所述夹具支撑件相对的一端均设置水平且同轴对应的套筒，两所述套筒远离夹具支撑件的一端均设置有两个支撑板，支撑板位于套筒端面的顶端和底端，支撑板相对连接套筒的端面垂直伸出；水平相对的支撑板间能够匹配形成卡槽；所述套筒内还同轴套置有内套筒组，内套筒组包括若干从小到大依次重叠且同轴套设在一起的内套筒，内套筒之间能够相对滑动，且内套筒能够相对套筒的支撑板一端滑出并固定；所述支撑板自由一端设置有半圆形开口，所述支撑板上相对所述开口的两侧均设有凸起，水平相对的所述支撑板间的开口能够匹配形成圆形卡槽。
2.根据权利要求1所述的一种断裂破坏试验装置,其特征在于：所述夹具支撑件上设有对应套筒的安装孔，所述套筒上相对支撑板的一端固定套设在安装孔内，内套筒能够滑动并收容到安装孔内。
3.根据权利要求1所述的一种断裂破坏试验装置,其特征在于：所述夹具支撑件上设有用于手动驱动加载推力装置的手轮。
4.根据权利要求1所述的一种断裂破坏试验装置,其特征在于：所述套筒和内套筒均为圆筒状。
5.根据权利要求1所述的一种断裂破坏试验装置的断裂破坏试验方法,其特征在于：进行III型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的圆柱体件，调节夹具支撑件之间距离，并将圆柱体件竖直放置在支撑板之间，并通过支撑板上的半圆形开口对圆柱体件进行固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。
6.根据权利要求1所述的一种断裂破坏试验装置的断裂破坏试验方法,其特征在于：进行II型断裂破坏试验步骤包括，准备用于待试验的一圆柱体件和两长方体件，根据圆柱体件规格确定是否选择内套筒，圆柱体件规格与内套筒规格对应时，将该内套筒相对套筒滑出并固定，调节夹具支撑件之间距离，并将圆柱体件水平同轴放置在滑出的内套筒之间，长方体件分别水平放置在水平相对的支撑板之间并通过支撑板上的半圆形开口固定；上位机记录加载推力装置和位移测量仪初始数据，并启动加载推力装置，朝向圆柱体件所在方向施加水平推力，直至试样发生断裂破坏，上位机记录加载推力装置和位移测量仪最终数据，并分析给出断裂破坏结果。
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Assignee: Guangxi Yulin Yibu Machinery Equipment Co.,Ltd.

Assignor: GUILIN University OF ELECTRONIC TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980046061

Denomination of invention: A fracture failure test device and method

Granted publication date: 20230623

License type: Common License

Record date: 20231108