发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一,提出了一种新的小型建筑垃圾再生料材料力学性能测试平台,能够自动在测试构件上黏贴应变片,并灵活测试结构参量,省时省力。
有鉴于此,本发明提出了一种新的小型建筑垃圾再生料材料力学性能测试平台,包括:支撑座,所述支撑座包括左支撑臂、右支撑臂、底板、顶板和承载板,所述左支撑臂上设置有第一安装孔和第一滑轨,所述右支撑臂上设置有第二安装孔和第二滑轨,所述右支撑臂的顶部设置有第一显示屏,所述顶板上设置有第三滑轨和第三安装孔;检测装置,包括第一应变片、第二应变片和第一驱动电机,所述第一应变片通过第一伸缩杆设置在所述第一滑轨上,所述第二应变片通过第二伸缩杆设置在所述第二滑轨上,所述第一驱动电机设置在所述左支撑臂和所述右支撑臂的外侧,所述第一伸缩杆和第二伸缩杆的内部均为中空且设置有导线,所述第一应变片和第二应变片均通过所述导线连接于所述第一驱动电机和所述第一显示屏;涂抹装置,包括第三伸缩杆、传送部件和第二驱动电机,所述第三伸缩杆滑动设置在所述第三滑轨上,所述传送部件设置在所述第三安装孔内,设置在所述左支撑臂顶部侧壁的第二驱动电机连接于所述传送部件和所述第三伸缩杆,所述第三伸缩杆的内侧配套设置有储备箱,所述第三伸缩杆的底部设置有出料嘴和施压杆;滑轮组,所述滑轮组对称设置在所述左支撑臂和所述右支撑臂的内侧,所述承载板活动放置在所述滑轮组上。
在该技术方案中,承载板可以用来放置测试构件,承载板活动放置在滑轮组上,使得用户能够灵活调整测试构件的位置;第一应变片通过第一伸缩杆设置在第一滑轨上,第二应变片通过第二伸缩杆设置在第二滑轨上,便于将第一应变片和第二应变片对称贴合在不同高度与宽度的测试构件上;第三伸缩杆设置在第三滑轨上,方便将第三伸缩杆底部的出料嘴移动到放置在承载板上的测试构件的两侧,第一应变片和第二应变片的粘合处;施压杆能够在第二驱动电机的驱动下施加不同的压力;第一显示屏通过导线连接于第一驱动电机、第一应变片和第二应变片,可以将第一应变片和第二应变片每次测量到的应变值显示出来,并记录,实现自动在测试构件上黏贴应变片,并灵活测试结构参量的目的。
在上述技术方案中,优选地,所述储备箱的底部设置有出料口,所述第三伸缩杆内部设置有输料管,所述输料管的输入端连接于所述储备箱的出料口,所述输料管的输出端与所述出料嘴贯通。
在该技术方案中,储备箱底部设置的出料口可以将如粘接剂之类的粘合剂,通过输料管输送到出料嘴处,以便在测试构件的两侧及第一应变片和第二应变片的表面各涂一薄层粘接剂,确保粘接剂饱满,提高第一应变片和第二应变片所测数据的准确性。
在上述技术方案中,优选地,所述第一驱动电机和第二驱动电机上均设置有开关按钮。
在上述技术方案中,优选地,所述第三伸缩杆上设置有移动按钮。
在该技术方案中,开关按钮和移动按钮便于用户准确的控制第一伸缩杆和第二伸缩杆动作,将第一应变片和第二应变片粘贴在测试构件的两侧,及控制第三伸缩杆移动,将粘接剂涂抹在测试构件的两侧及第一应变片和第二应变片的表面。
在上述技术方案中,优选地,所述承载板内设置有称重仪,所述承载板的正面设置有第二显示屏,所述承载板的顶部表面均匀设置有刻度。
在该技术方案中,称重仪能够实时将显示测试构件的重量通过第二显示屏显示出来,承载板表面均匀设置的刻度便于直观的显示出测试构件的长宽。
在上述技术方案中,优选地,所述右支撑臂内还设置有计时器。
通过以上技术方案,可以借助于第一伸缩杆、第二伸缩杆自动讲第一应变片和第二应变片粘贴在测试构件的两侧,还可以借助第三伸缩杆涂抹粘接剂,并自动读取测试构件外加荷载作用下的应变值,提高自动化程度,及测试结构参量的灵活度。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的小型建筑垃圾再生料材料力学性能测试平台的结构示意图。
如图1所示,本发明的实施例的小型建筑垃圾再生料材料力学性能测试平台,包括:支撑座,所述支撑座包括左支撑臂101、右支撑臂102、底板103、顶板104和承载板105,所述左支撑臂101上设置有第一安装孔(图中未示出)和第一滑轨(图中未示出),所述右支撑臂102上设置有第二安装孔(图中未示出)和第二滑轨106,所述右支撑臂102的顶部设置有第一显示屏107,所述顶板104上设置有第三滑轨108和第三安装孔(图中未示出);检测装置,包括第一应变片(图中未示出)、第二应变片109和第一驱动电机110,所述第一应变片通过第一伸缩杆(图中未示出)设置在所述第一滑轨上,所述第二应变片109通过第二伸缩杆111设置在所述第二滑轨106上,所述第一驱动电机110设置在所述左支撑臂101和所述右支撑臂102的外侧,所述第一伸缩杆和第二伸缩杆111的内部均为中空且设置有导线(图中未示出),所述第一应变片和第二应变片109均通过所述导线连接于所述第一驱动电机110和所述第一显示屏107;涂抹装置,包括第三伸缩杆112、传送部件113和第二驱动电机114,所述第三伸缩杆112滑动设置在所述第三滑轨108上,所述传送部件113设置在所述第三安装孔内,设置在所述左支撑臂101顶部侧壁的第二驱动电机114连接于所述传送部件113和所述第三伸缩杆112,所述第三伸缩杆112的内侧配套设置有储备箱115,所述第三伸缩杆112的底部设置有出料嘴116和施压杆117;滑轮组118,所述滑轮组118对称设置在所述左支撑臂101和所述右支撑臂102的内侧,所述承载板105活动放置在所述滑轮组118上;所述储备箱115的底部设置有出料口(图中未示出),所述第三伸缩杆112内部设置有输料管(图中未示出),所述输料管的输入端连接于所述储备箱115的出料口(图中未示出),所述输料管的输出端与所述出料嘴116贯通;所述第一驱动电机110和第二驱动电机114上均设置有开关按钮119;所述第三伸缩杆112上设置有移动按钮120;所述承载板105内设置有称重仪(图中未示出),所述承载板105的正面设置有第二显示屏121,所述承载板105的顶部表面均匀设置有刻度122;所述右支撑臂102内还设置有计时器123。
在该技术方案中,承载板105可以用来放置测试构件,承载板105活动放置在滑轮组118上,使得用户能够灵活调整测试构件的位置;第一应变片通过第一伸缩杆设置在第一滑轨上,第二应变片109通过第二伸缩杆111设置在第二滑轨106上,便于将第一应变片和第二应变片109对称贴合在不同高度与宽度的测试构件上;第三伸缩杆112设置在第三滑轨108上,方便将第三伸缩杆112底部的出料嘴116移动到放置在承载板105上的测试构件的两侧,第一应变片和第二应变片109的粘合处;施压杆117能够在第二驱动电机114的驱动下施加不同的压力;第一显示屏107通过导线连接于第一驱动电机110、第一应变片和第二应变片109,可以将第一应变片和第二应变片109每次测量到的应变值显示出来,并记录,实现自动在测试构件上黏贴应变片,并灵活测试结构参量的目的;设置在第三伸缩杆112上的储备箱115底部设置的出料口可以将如粘接剂之类的粘合剂,通过输料管输送到出料嘴116处,以便在测试构件的两侧及第一应变片和第二应变片109的表面各涂一薄层粘接剂,确保粘接剂饱满,提高第一应变片和第二应变片109所测数据的准确性;设置在第一驱动电机110和第二驱动电机114上的开关按钮119和移动按钮120,便于用户准确的控制第一伸缩杆和第二伸缩杆111动作,将第一应变片和第二应变片109粘贴在测试构件的两侧,及控制第三伸缩杆112移动,将粘接剂涂抹在测试构件的两侧及第一应变片和第二应变片109的表面;设置在承载板105内的称重仪能够实时将显示测试构件的重量通过第二显示屏121显示出来,承载板105表面均匀设置的刻度122便于直观的显示出测试构件的长宽。
在实际的使用过程中,测试构件可以是100mm*100mm*400mm的长方体形试件,且该试件按规范《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2009)中T0845-2009要求标准养护90天,表面黏贴平整、干净且有效,并满足针片状含量、压碎值等物理性能要求;首先将该测试构件放置在承载板上,然后通过开关按钮在该测试构件两侧需要粘贴的位置,及第一应变片和第二应变片的表面涂抹粘接剂,然后借助第二驱动电机、第一伸缩杆和第二伸缩杆,将第一应变片和第二应变片分别粘粘在测试构件的两侧,与此同时,第二驱动电机开始驱动施压杆在测试构件的顶部施加不同的压力。
例如,初步预测压力值在7.5KN左右。将预定的单位压力分成5-6等份,作为每次施加的压力值。实际施加的荷载效应较预定级数增加1级。施加第一级荷载(如为预定最大荷载的1/5,对于本试验大概1.5KN左右),待结构变形稳定后,记录应变仪的读数,再卸载,让试件的弹性变形恢复。到0.5min时记录应变仪的读数,施加第2级荷载(为预定最大荷载的2/5),同前,待荷载作用1min,记录应变仪读数,卸去荷载,卸载后达0.5min时,再记录应变仪的读数,并施加第3级荷载。如此逐级进行,直至记录下最后一级荷载下的回弹变形。
在此过程中,第一应变片和第二应变片将测量到的应变值传输到第一显示屏显示,用户可以读取记录上述应变值,取第一应变片和第二应变片测量到的应变值的平均值,根据推导公式计算回弹模量,例如:首先用图乘法计算结构的挠度,反推出弯拉回弹模量计算式;再由弯矩及正应力之间的关系,对于作用有两个1/3跨、跨中弯拉回弹模量计算式。由以上两个式子相等,可推出用结构应变表示的挠度,进而得到用应变表示的抗压回弹模量。包括以下步骤:
(1)根据结构力学图乘法,双荷载三分点加载简支梁跨中挠度计算式如A所示:
其中:l为跨中回弹挠度;p为当前作用荷载;L为试件跨径;I为截面惯性矩;Es为弯拉回弹模量。
(2)对于矩形截面,截面惯性矩计算式为
其中:b为跨中断面的宽度;h为跨中断面的高度。
(3)将式A带入式B可推出弯拉回弹模量计算式如式C
(4)由弯矩及正应力之间的关系,对于作用有两个1/3跨、跨中弯拉回弹模量计算式也可表示为式D
其中::ε为跨中断面底面的应变。
由式C和式D可推出跨中挠度用应变表示的计算式为式E:
将式E带入式C,可推得弯拉回弹模量用跨中应变表示的计算式如F所示:
上述过程中,取其应变值进行平均,可提高结构的测试精度;同时也是对某些应变片精度不佳、甚至失效的备份。
结合以上公式与实际测量数据,取9个试块,一一计算出这9个试块的抗弯拉回弹模量,根据计算的结果,算出这9个试块的抗压回弹模量平均值(弯沉计算用):851MPa。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案,本发明的技术方案提出了一种新的小型建筑垃圾再生料材料力学性能测试平台,可以借助于第一伸缩杆、第二伸缩杆自动讲第一应变片和第二应变片粘贴在测试构件的两侧,还可以借助第三伸缩杆涂抹粘接剂,并自动读取测试构件外加荷载作用下的应变值,提高自动化程度,及测试结构参量的灵活度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。