CN108195667B - 一种碳纤维拉压试验用多功能夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其通过螺栓固定在实验机的台座上，包括：固定支座；设于固定支座一侧、通过连接钢板连接的第一楔形滑板、第二楔形滑板，所述第二楔形滑板远离第一楔形滑板的端部设有一U型槽；设于第一楔形滑板、第二楔形滑板远离固定支座一侧的第一摩擦钢片、第二摩擦钢片；设于U型槽内的水平加力滑板，其通过圆柱滚珠沿U型槽水平移动。本发明的夹具可以高效夹持碳纤维布、筋，使其在拉伸过程中不产生滑移，克服纤维布受力不均匀的特点；避免由于试验过程中局部压力过大导致测试体被拉断现象，提高试验数据的稳定性；可配套多种型号试验机使用，具有操作方便的等诸多特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种试验用多功能夹具，具体涉及一种碳纤维拉压试验用多功能夹具。
【背景技术】
在土木工程领域，新型材料碳纤维的出现迫切需要科研者探索研究新型材料的力学性能，并准确无误的提供测试数据，以便于进行工程结构、构件设计及老旧建筑的加固补强等。一般的做法是使用现有的万能试验机、拉伸试验机的自带夹具进行试验，即在试验机夹具上放置碳纤维布，再通过楔形夹具夹持碳纤布。存在的问题是夹具的夹持面较小，很多试验情况，碳纤维(FRP)会不同程度的滑移，严重影响试验的数据准确性，甚至滑出夹具，导致试验失败。另外，采用自带夹具，由于FRP的刚度较差，很难保证传统夹具夹持纤维的一致性，导致试验中纵向纤维受力不均匀，即使完成试验，测试数据严重脱离实际情况，很难提供准确的试验测试结果。传统的试验机在夹持碳纤维筋进行试验过程中在夹具端部由于实验体的受力发生变化，很容易在这个截面发生破坏。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，既能保证夹持紧锢，又能保证碳纤维在测试过程中均匀受力，提高测试的准确性及效率。
本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其通过螺栓固定在实验机的台座上，包括：
固定支座，其通过螺栓与台座固定连接；
分别设于固定支座远离台座一侧、通过连接钢板连接的第一楔形滑板、第二楔形滑板，所述第一楔形滑板位于第二楔形滑板的上方，且所述第一楔形滑板、第二楔形滑板远离固定支座的一侧分别设有第一凹槽，所述第二楔形滑板远离第一楔形滑板的端部设有一U型槽；
分别设于第一楔形滑板、第二楔形滑板远离固定支座的一侧的第一摩擦钢片、第二摩擦钢片，所述第一摩擦钢片、第二摩擦钢片靠近第一楔形滑板、第二楔形滑板的一侧分别设有与第一凹槽相配合的第一凸条，且所述第一摩擦钢片、第二摩擦钢片远离第一楔形滑板的一侧分别开设有与第一凸条走向相同、用于夹持碳纤维筋的通槽，所述第一摩擦钢片与第一楔形滑板、第二摩擦钢片与第二楔形滑板的连接处分别设有第三限位钢板，该第三限位钢板固定分别固定于第一楔形滑板、第二楔形滑板上；
设于U型槽内的水平加力滑板，其通过圆柱滚珠沿U型槽水平移动，所述水平加力滑板的两端分别通过第一限位钢板进行限位。
特别的，所述固定支座远离台座的一侧设有第二凹槽，所述第一楔形滑板、第二楔形滑板与固定支座相接处的一侧分别设有与第二凹槽相配合的第二凸条，所述第一楔形滑板、第二楔形滑板通过第二凸条沿第二凹槽移动。
特别的，所述固定支座位于第一楔形滑板、第二楔形滑板的位置分别设有一第二限位钢板。
特别的，所述第一楔形滑板、第二楔形滑板均为长条形。
特别的，所述固定支座远离台座的一侧设有第三凹槽，所述第一楔形滑板、第二楔形滑板与固定支座接触的一侧设有与第三凹槽相配合的第三凸条，所述固定支座与第一楔形滑板、第二楔形滑板在第三凹槽与第三凸条的作用下连接。
特别的，还包括：设于固定支座下方、用于对第一楔形滑板、第二楔形滑板进行保护并限位的防护底板。
特别的，所述第二摩擦钢片远离第一摩擦钢片的一侧设有L型弱磁性钢条，其一侧边与第二摩擦钢片底部相平行，另一边通过夹持螺栓固定有一U型箍。
本发明提供一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，通过两道防线对碳纤维布、筋进行夹持，可以高效夹持碳纤维布、筋，使其在拉伸过程中不产生滑移，克服纤维布受力不均匀的特点；避免由于试验过程中局部压力过大导致测试体被拉断现象，提高试验数据的稳定性；可以根据不同直径的碳纤维筋，选择不同的摩擦钢片进行试验以保证试验测试的准确性，具有结构简单、操作方便的等优点；同时，可与不同型号的试验机进行配套使用，达到节约成本的目的。
【附图说明】
图1为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具的主视图；
图2为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具的右视图；
图3为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中固定支座的主视图；
图4本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中固定支座的侧视图；
图5为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中第一楔形滑板3、第二楔形滑板4的主视图；
图6为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中第一楔形滑板3、第二楔形滑板4的侧视图；
图7为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6的主视图；
图8为本发明一种碳纤维拉压试验用多功能夹具中第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6的侧视图。
【具体实施方式】
本发明提供了一种可应用于碳纤维布、碳纤维筋等拉压试验中的多功能夹具，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。
请参阅图1-图8，本发明提供一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其通过螺栓7固定在实验机的台座1上，包括：
固定支座2，其通过螺栓7与台座1固定连接；
分别设于固定支座2远离台座1一侧、通过连接钢板16连接的第一楔形滑板3、第二楔形滑板4，其在试验过程中用以提供给第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6足够的侧向力，所述第一楔形滑板3位于第二楔形滑板4的上方，且所述第一楔形滑板3、第二楔形滑板4远离固定支座2的一侧分别设有第一凹槽18，所述第二楔形滑板4远离第一楔形滑板3的端部设有一U型槽19；
分别设于第一楔形滑板3、第二楔形滑板4远离固定支座2的一侧的第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6，所述第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6靠近第一楔形滑板3、第二楔形滑板4的一侧分别设有与第一凹槽18相配合的第一凸条20，且所述第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6远离第一楔形滑板3的一侧分别开设有与第一凸条20走向相同、用于夹持碳纤维筋的通槽21，所述第一摩擦钢片5与第一楔形滑板3、第二摩擦钢片6与第二楔形滑板4的连接处分别设有第三限位钢板9，该第三限位钢板9固定分别固定于第一楔形滑板3、第二楔形滑板4上，该第三限位钢板9防止测试过程中，对第一凹槽20沿第一凹槽18所形成的滑道造成损伤；
设于U型槽内的水平加力滑板13，其通过圆柱滚珠12沿U型槽水平移动，所述水平加力滑板13的两端分别通过第一限位钢板11进行限位，圆形滚珠12可以减少摩擦力，并与第一凹槽20与第一凹槽18配合使用，有利于稳定的将试验机的拉压力传递给本发明提供的夹具。
特别的，所述固定支座2远离台座1的一侧设有第二凹槽22，所述第一楔形滑板3、第二楔形滑板4与固定支座2相接处的一侧分别设有与第二凹槽22相配合的第二凸条23，所述第一楔形滑板3、第二楔形滑板4通过第二凸条23沿第二凹槽22移动；如此设计，可以保证固定支座2与第一楔形滑板3、第二楔形滑板4在受力时，无摩擦滑动，提高了该夹具的稳定性。
特别的，为防止测试过程中，对第二凸条23沿第二凹槽22所形成的滑道造成损伤，所述固定支座2位于第一楔形滑板3、第二楔形滑板4的位置分别设有一第二限位钢板8，如此设计，可以保护固定支座2及第一楔形滑板3、第二楔形滑板4在移动过程中凹凸处出现损伤，从而延缓该夹具寿命并保证在试验过程中的使用精度。
特别的，所述第一楔形滑板3、第二楔形滑板4均为长条形，如此设计，可以保证油缸(图中未绘示)推动水平加力滑板13移动时可有效夹紧碳纤维布、筋等测试体，保证其不滑动。
特别的，还包括：设于固定支座2下方、用于对第一楔形滑板3、第二楔形滑板4进行保护并限位的防护底板10，该防护底板10的设置，用来防止第一楔形滑板3、第二楔形滑板4向外滑移，又可以用来保证夹具的稳定性。
特别的，所述第二摩擦钢片6远离第一摩擦钢片5的一侧设有L型弱磁性钢条14，其一侧边与第二摩擦钢片6底部相平行，另一边通过夹持螺栓15固定有一U型箍17，以保证碳纤维布纵向纤维受力一致性，并加强锚固；在端部进行碳纤维的锚固，主要可以防止布在拉伸试验中产生过大滑移，造成试验测试数据的误差。在试验前将加载体固定在左右两侧的L型弱磁性钢条14中间，可以非常方便的进行碳纤布在试验机中的夹持，其弱磁性有利于在摩擦钢片上的固定，有利于提高试验效率。
本发明提供的夹具，其中第一楔形滑板3与第一摩擦钢片6实现拉压的多功能性，第二楔形滑板4与第二摩擦钢片5实现拉压的多功能性，根据试验材料的特性可以适当选用不同的夹持配对，进而提高工作效率和测试质量。其中第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6的摩擦面较长，可以有效夹持碳纤维布，并保证在锚固端受力均匀；当第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6旋转90度，侧边仍然可以与第一楔形滑板3、第二楔形滑板4连接，第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6右侧的设计的通槽21用于夹持碳纤维筋，此种设计可以避免受力过大导致碳纤维筋被拉断的弊端，其中，第一摩擦钢片5、第二摩擦钢片6夹持的直径不同，从而使得该夹具可具有普遍实用性。
本发明提供的夹具在测试之前，使用L型弱磁性钢条14和夹持螺栓15和U型箍17夹紧碳纤维的两端，以保证夹持的均匀性，然后固定在摩擦钢片两侧夹紧。该夹具旋转180度后，可以用来进行夹持受压碳纤维布、筋的受压力学性能试验，并可以与多种压力机或者万能机配套使用。
本发明提供的多功能夹具在使用时，针对碳纤维等片材夹紧的使用方法如下：截取规定标距的碳纤维等片材，将其放入U型箍17中，然后通过夹持螺15，推动L型弱磁性钢条14，与右侧的相同装置夹紧碳纤维等片材。然后通过L型弱磁性钢条14的弱磁性，将其固定在第二摩擦钢片6下侧，同样，将碳纤维上端的锚固装置(同部件U型箍17，夹持螺栓15，L型弱磁性钢条14)，固定在另一端的第一摩擦钢片5上侧(上侧夹具与该夹具工作原理相同)。启动试验装置的供油系统，使得支座1向内测移动，通过上侧夹具的提升，使碳纤维片材等进一步被均匀夹紧，进而实现试验的测试。
使该发明的装置旋转180度，可以按照以上过程，夹持碳纤维等圆形筋试验样本的压力测试。具体如下：截取规定标距的碳纤维等圆形筋，旋转第一摩擦钢片5和第二摩擦钢片6，根据不同筋的直径，分别选择不同型号第一摩擦钢片5和第二摩擦钢片6启动试验装置的供油系统，手动使得支座1向内测移动，通过上侧夹具的提升，使碳纤维筋等进一步被均匀夹紧，进而实现试验的测试。
Claims (4)
1.一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其通过螺栓(7)固定在实验机的台座(1)上，其特征在于，包括：
固定支座(2)，其通过螺栓(7)与台座(1)固定连接；
分别设于固定支座(2)远离台座(1)一侧、通过连接钢板(16)连接的第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)，所述第一楔形滑板(3)位于第二楔形滑板(4)的上方，且所述第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)远离固定支座(2)的一侧分别设有第一凹槽(18)，所述第二楔形滑板(4)远离第一楔形滑板(3)的端部设有一U型槽(19)；
分别设于第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)远离固定支座(2)的一侧的第一摩擦钢片(5)、第二摩擦钢片(6)，所述第一摩擦钢片(5)、第二摩擦钢片(6)靠近第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)的一侧分别设有与第一凹槽(18)相配合的第一凸条(20)，且所述第一摩擦钢片(5)、第二摩擦钢片(6)远离第一楔形滑板(3)的一侧分别开设有与第一凸条(20)走向相同、用于夹持碳纤维筋的通槽(21)，所述第一摩擦钢片(5)与第一楔形滑板(3)、第二摩擦钢片(6)与第二楔形滑板(4)的连接处分别设有第三限位钢板(9)，该第三限位钢板(9)固定分别固定于第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)上，所述第二摩擦钢片(6)远离第一摩擦钢片(5)的一侧设有L型弱磁性钢条(14)，其一侧边与第二摩擦钢片(6)底部相平行，另一边通过夹持螺栓(15)固定有一U型箍(17)；
设于U型槽(19)内的水平加力滑板(13)，其通过圆柱滚珠(12)沿U型槽水平移动，所述水平加力滑板(13)的两端分别通过第一限位钢板(11)进行限位；
所述固定支座(2)远离台座(1)的一侧设有第二凹槽(22)，所述第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)与固定支座(2)相接处的一侧分别设有与第二凹槽(22)相配合的第二凸条(23)，所述第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)通过第二凸条(23)沿第二凹槽(22)移动。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其特征在于，所述固定支座(2)位于第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)的位置分别设有一第二限位钢板(8)。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其特征在于，所述第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)均为长条形。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维拉压试验用多功能夹具，其特征在于，还包括：设于固定支座(2)下方、用于对第一楔形滑板(3)、第二楔形滑板(4)进行保护并限位的防护底板(10)。
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| GR01 | Patent grant | ||
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