CN109765042A - 一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，本发明主要它包括试验机上部连接套筒、压力传感器、上部夹具连接套筒、上钢垫板、中钢垫板、上部连接丝杠、直径调节螺杆、上夹具、位移计顶板片、千分表、下夹具、下部连接丝杠、下钢垫板和试验机下部连接套筒，通过连接零件将上夹具与下夹具分别固定在万能试验机上，通过直径调节螺杆来手动根据自攻螺钉钉杆直径调节上夹具，布置位移计顶板来使用千分表测量自攻螺钉的拉拔位移，通过压力传感器来测量拉拔力，千分表和压力传感器均连接在应变采集仪上。本发明材料简单、操作方便、精度高，其目的是为了得到新型建筑材料为基材的自攻螺钉拉拔承载力与拉拔变形等力学参数。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构基础试验设备技术领域，具体涉及一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具。
背景技术
夹具是万能试验机中极为重要的一部分零件，它关系到是否能够实现试验目的，使用万能试验机进行试验时，根据试件的形状、厚度选择合适的夹具，通过加力装置、传感器装置、输出装置来得到试件的力学特征，如果没有与试验目的相适应的夹具，那么试验目的就无法得到。
目前，有关自攻螺钉连接的设计规范都是局限于自攻螺钉与钢材或者木材的连接；然而，随着新型建筑材料的出现，自攻螺钉与新型建筑材料的的连接力学性能有待试验探究。针对自攻螺钉在基材中拉拔性能，一般万能试验机上自带夹具不能夹紧自攻螺钉，这就需要一种简单、适用性强的试验配套夹具。
发明内容
为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，该结构能够适应不同基材、不同自攻螺钉直径以及不同自攻螺钉个数且在试验数据处理时能够补偿由于夹具变形引起的试验误差。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，它包括试验机上部连接套筒、压力传感器、上部夹具连接套筒、上钢垫板、中钢垫板、上部连接丝杠、直径调节螺杆、上夹具、位移计顶板片、千分表、下夹具、下部连接丝杠、下钢垫板和试验机下部连接套筒，所述上夹具与下夹具上下对应设置，上夹具的上侧板上设有可穿过上部连接丝杠的圆孔，上部连接丝杠的一端自上夹具的内部依次穿过中钢垫板、上夹具的上侧板上的圆孔、上钢垫板且该端与上部夹具连接套筒相连，上部连接丝杠的另一端通过螺母锁紧在上夹具内部的中钢垫板下端面上；所述上部夹具连接套筒通过压力传感器固定在试验机上部连接套筒上，试验机上部连接套筒与试验机连接；所述上夹具的左右两侧板的中心对应均设有过孔，过孔内穿设有直径调节螺杆，直径调节螺杆分别与上夹具的左侧板、右侧板之间固定连接；所述下夹具的上端面上设有预留槽，预留槽用于卡住试件基材板，上夹具下侧板设有预留通槽，预留通槽可以卡出自攻螺钉钉头同时且能夹紧钉杆，上夹具下侧板内侧壁上设有位移计顶板片，位移计顶板片与上夹具通过胶粘剂相连接；所述下夹具的内侧设有千分表，千分表与下夹具的右侧板可拆卸连接，下夹具的下端板上设有可穿过下部连接丝杠的通孔，通孔内穿设有下部连接丝杠，下部连接丝杠的上端通过螺母锁紧在下夹具的内侧下端面上的下钢垫板上，下部连接丝杠的下端与试验机下部连接套筒相连。
根据上述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，所述直径调节螺杆分别与上夹具的左侧板、右侧板之间通过螺母连接。
根据上述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，所述位移计顶板片通过胶粘剂与上夹具连接，且位移计顶板片下表面打磨成粗糙面。
根据上述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，所述所述千分表通过自带临时固定支架固定在下夹具上，千分表的测头顶在位移计顶板片上。
一种采用权利要求1所述的夹具确定自攻螺钉拉拔承载力的试验步骤，包括：
S1：通过连接零件将上夹具、下夹具及压力传感器连接在万能试验机上，同时压力传感器连接在应变仪上，保证连接无误；
S2：调节上夹具、下夹具之间的距离和直径调节螺杆上的螺母，使得试件基材板能够卡在下夹具上面的内侧，自攻螺钉钉头能够卡在上夹具的下面的内侧，再次拧紧上夹具的各个连接螺母；
S3：开始预加载，确保装置连接无误示数正常后，开始正式加载，直至自攻螺钉从基材板中被拉拔出或者自攻螺钉被拉断，试验结束；
S4：拆卸构件和装置，整理设备。
最后试验数据数据处理时应当注意夹具变形引起的误差，解决方法是通过引入夹具变形补偿系数来减少误差，通过有限元模拟发现这种解决方法效果良好。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明制作简单、材料简易、操作简单、节能环保。可调节螺杆可以调节不同直径的自攻螺钉进行拉拔试验，位移计顶板顶着千分表测头可以测量出上夹具的变形，在结果处理时引入夹具变形补偿系数可以很大程度的提高测量精度。
附图说明
图1为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具整体正立面图；
图2为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具整体侧立面图；
图3为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具上夹具立剖面图；
图4为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具上夹具俯视图；
图5为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具下夹具立剖面图；
图6为一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具下夹具俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明提供了一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，它包括试验机上部连接套筒1、压力传感器(2、上部夹具连接套筒3、上钢垫板4、中钢垫板5、上部连接丝杠6、直径调节螺杆7、上夹具8、位移计顶板片9、千分表10、下夹具11、下部连接丝杠12、下钢垫板13和试验机下部连接套筒14，所述上夹具8与下夹具11上下对应设置，上夹具8的上侧板上设有可穿过上部连接丝杠6的圆孔，上部连接丝杠6的一端自上夹具8的内部依次穿过中钢垫板5、上夹具8的上侧板上的圆孔、上钢垫板4且该端与上部夹具连接套筒3相连，上部连接丝杠6的另一端通过螺母锁紧在上夹具8内部的中钢垫板5下端面上；所述上部夹具连接套筒3通过压力传感器2固定在试验机上部连接套筒1上，试验机上部连接套筒1与试验机连接；所述上夹具8的左右两侧板的中心对应均设有过孔，过孔内穿设有直径调节螺杆7，直径调节螺杆7分别与上夹具8的左侧板、右侧板之间通过螺母固定连接；所述下夹具11的上端面上设有预留槽，预留槽用于卡住试件基材板，上夹具8下侧板设有预留通槽，预留通槽可以卡出自攻螺钉钉头同时且能夹紧钉杆，上夹具8下侧板内侧壁上设有位移计顶板片9，位移计顶板片9与上夹具8通过胶粘剂相连接；所述下夹具11的内侧设有千分表10，千分表10与下夹具11的右侧板可拆卸连接，下夹具11的下端板上设有可穿过下部连接丝杠12的通孔，通孔内穿设有下部连接丝杠12，下部连接丝杠12的上端通过螺母锁紧在下夹具11的内侧下端面上的下钢垫板13上，下部连接丝杠12的下端与试验机下部连接套筒14相连。
为了增加位移计顶板下表面打磨成麻面以增大与千分表顶杆之间的摩擦力，不至于千分表顶杆在顶板片上发生滑动，所述位移计顶板片9通过胶粘剂与上夹具8连接，且位移计顶板片9下表面打磨成粗糙面。
为了方便拆卸千分表10，所述千分表10通过自带临时固定支架固定在下夹具11上，千分表10的测头顶在位移计顶板片9上。
本发明的工作原理：
使用胶粘剂将位移计顶板片9固定在在上部夹具的下面的内侧距切割边缘10mm处，千分表10的支架固定在下部夹具的侧壁上，使用时千分表的测头顶在位移计顶板片9上，保证测头在上部夹具的正中间且与试验使用的钉头在同一水平线位置。
使用时将基材板卡在下夹具的上部表面内自攻螺钉伸出卡槽，钉头挂在上夹具下部表面上，然后调节直径调节螺杆将上夹具与钉杆夹紧，并保证钉头与上夹具表面充分接触。千分表测头顶在位移计顶板的指定位置，即可开始试验，试验结果处理时应引入夹具变形补偿系数以减少试验误差。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，其特征在于它包括试验机上部连接套筒(1)、压力传感器(2)、上部夹具连接套筒(3)、上钢垫板(4)、中钢垫板(5)、上部连接丝杠(6)、直径调节螺杆(7)、上夹具(8)、位移计顶板片(9)、千分表(10)、下夹具(11)、下部连接丝杠(12)、下钢垫板(13)和试验机下部连接套筒(14)，所述上夹具(8)与下夹具(11)上下对应设置，上夹具(8)的上侧板上设有可穿过上部连接丝杠(6)的圆孔，上部连接丝杠(6)的一端自上夹具(8)的内部依次穿过中钢垫板(5)、上夹具(8)的上侧板上的圆孔、上钢垫板(4)且该端与上部夹具连接套筒(3)相连，上部连接丝杠(6)的另一端通过螺母锁紧在上夹具(8)内部的中钢垫板(5)下端面上；所述上部夹具连接套筒(3)通过压力传感器(2)固定在试验机上部连接套筒(1)上，试验机上部连接套筒(1)与试验机连接；所述上夹具(8)的左右两侧板的中心对应均设有过孔，过孔内穿设有直径调节螺杆(7)，直径调节螺杆(7)分别与上夹具(8)的左侧板、右侧板之间固定连接；所述下夹具(11)的上端面上设有预留槽，预留槽用于卡住试件基材板，上夹具(8)下侧板设有预留通槽，预留通槽可以卡出自攻螺钉钉头同时且能夹紧钉杆，上夹具(8)下侧板内侧壁上设有位移计顶板片(9)，位移计顶板片(9)与上夹具(8)通过胶粘剂相连接；所述下夹具(11)的内侧设有千分表(10)，千分表(10)与下夹具(11)的右侧板可拆卸连接，下夹具(11)的下端板上设有可穿过下部连接丝杠(12)的通孔，通孔内穿设有下部连接丝杠(12)，下部连接丝杠(12)的上端通过螺母锁紧在下夹具(11)的内侧下端面上的下钢垫板(13)上，下部连接丝杠(12)的下端与试验机下部连接套筒(14)相连。
2.根据权利要求1所述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，其特征在于：所述直径调节螺杆(7)分别与上夹具(8)的左侧板、右侧板之间通过螺母连接。
3.根据权利要求1所述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，其特征在于：所述位移计顶板片(9)通过胶粘剂与上夹具(8)连接，且位移计顶板片(9)下表面打磨成粗糙面。
4.根据上述的多功能自攻螺钉拉拔试验夹具，其特征在于：所述千分表(10)通过自带临时固定支架固定在下夹具(11)上，千分表(10)的测头顶在位移计顶板片(9)上。
5.一种采用权利要求1所述的夹具确定自攻螺钉拉拔承载力的试验步骤，包括：
S1：通过连接零件将上夹具、下夹具及压力传感器连接在万能试验机上，同时压力传感器连接在应变仪上，保证连接无误；
S2：调节上夹具、下夹具之间的距离和直径调节螺杆上的螺母，使得试件基材板能够卡在下夹具上面的内侧，自攻螺钉钉头能够卡在上夹具的下面的内侧，再次拧紧上夹具的各个连接螺母；
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