CN109780980B - 一种机械式线应变测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种机械式线应变测量装置，包括千分表、固定刀架和活动刀架，固定刀架包括第一横杆，固定刀架呈L形，第一横杆的一端设有竖直向下的第三插脚，第一横杆的另一端下方安装有铰支座，固定刀架通过铰支座与活动刀架铰接，活动刀架包括第二横杆，第二横杆的轴线与第一横杆的轴线相互平行，第二横杆一端设有竖直向下的第二插脚，另一端设有竖直向下的第一插脚和竖直向上的第四插脚，千分表垂直固接在第一横杆靠近第三插脚端，千分表的探头与第二横杆的上表面相接触，本发明测试装置结构简单、测量方便，适用于对表面平整的材料进行现场或者室内测定。

Description

一种机械式线应变测量装置

技术领域

本发明涉及材料性能测试领域，特别是涉及一种表面平整材料的机械式线应变测量装置。

背景技术

物体受到外力作用产生变形的程度称应变，应变有线应变、角应变及体应变，其中线应变公式为ε＝ΔL/L，式中L是变形的前长度，ΔL是其变形后的伸长量。材料的破坏往往从小的变形开始，通过测定线应变可以推导材料表面的应力状态，进而获得结构或构件的应力应变分布规律及应力集中状况，验证结构或构件设计的合理性。在建构筑物施工过程中，如钢结构安装、卸载、改造、加固，混凝土浇筑等过程，采用监测仪器对受力结构的应力变化进行监测的技术手段。现有的测量装置一般为电路测量，将电阻以电桥的方式进行组合，通过不同的接线方式来测量应变，测试时一般需要在现场设置电源进行供电，测试装置体积较大，结构复杂，并要求操作人员具有一定的电学理论基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械式线应变测量装置。

本发明是通过以下的技术方案来实现的，本发明提供一种机械式线应变测量装置，包括千分表1、固定刀架2和活动刀架4，固定刀架2包括第一横杆22，固定刀架2呈L形，第一横杆22的一端设有竖直向下的第三插脚21，且第三插脚21的轴线与第一横杆22的轴线相垂直，第一横杆22的另一端下方安装有铰支座3，固定刀架2通过铰支座3与活动刀架4铰接，活动刀架4包括第二横杆43，第二横杆43的轴线与第一横杆22的轴线相互平行，第二横杆43一端设有竖直向下的第二插脚42，另一端设有竖直向下的第一插脚41和竖直向上的第四插脚44，第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线和第四插脚44的轴线均垂直于第二横杆43的轴线，且第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚21的顶点位于同一水平线上；

千分表1垂直固接在第一横杆22靠近第三插脚21端，千分表1的探头与第二横杆43的上表面相接触，千分表1测量杆的轴线、第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线、第三插脚21的轴线、第四插脚44的轴线相互平行。

本发明提出的一种机械式线应变测量装置具有如下优点：

1、本发明测试装置结构简单、测量方便，适用于对表面平整的材料进行现场或者室内测定。

2、本发明测试装置无需设置电源，仅依靠机械构件就可测得材料应变，更适于工程现场应用。

以上说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1是本发明一种机械式线应变测量装置示意图。

图2是本发明一种机械式线应变测量装置的原理示意图。

【主要元件符号说明】

1-千分表，2-固定刀架、21-第三插脚、22-第一横杆，3-铰支座，4-活动刀架、41-第一插脚、42-第二插脚、43-第二横杆、44-第四插脚，5-试件。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本发明提出的一种机械式线应变测量装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种机械式线应变测量装置，包括千分表1、固定刀架2和活动刀架4，固定刀架2包括第一横杆22，固定刀架2呈L形，第一横杆22的一端设有竖直向下的第三插脚21，且第三插脚21的轴线与第一横杆22的轴线相垂直，第三插脚21可以使固定刀架2固定安装在待测试件5的表面，第一横杆22的另一端下方安装有铰支座3，固定刀架2通过铰支座3与活动刀架4铰接，从而使活动刀架4实现相对固定刀架2的转动，固定刀架2和活动刀架4均采用高强度、高刚度的铸铁材料，保证其稳定性，防止变形。

活动刀架4包括第二横杆43，第二横杆43与第一横杆22相互平行，第二横杆43一端设有竖直向下的第二插脚42，另一端设有竖直向下的第一插脚41和竖直向上的第四插脚44，第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线和第四插脚44的轴线均垂直于第二横杆43的轴线，且第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚21的顶点位于同一水平线上，第一插脚41和第二插脚42可使活动刀架4安装在待测试件5上，便于测量。

千分表1垂直安装在第一横杆22靠近第三插脚21端，千分表1的测量杆通过焊接或者强力胶固定在第一横杆22上，以保证在线应变测试过程中千分表1不会产生位移，保证测量数据的准确性，千分表1的探头与第二横杆43的上表面相接触，便于能准确测量第二横杆43产生的竖向位移，千分表1测量杆的轴线、第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线、第三插脚21的轴线、第四插脚44的轴线相互平行。

工作时，将装置放在试件5的表面，试件5的表面平整度应小于4mm/m，将第三插脚21的顶点、第一插脚41的顶点和第二插脚42的顶点嵌入在试件5的表面上，保证第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚43的顶点位于同一水平线上。此刻读出千分表的初始读数a1，并测量出构件的有效长度L(即第一插脚41顶点到第三插脚21顶点的长度)及第一椎体41顶点与第四插脚44顶点间的距离a，当试件5产生压缩形变量时，活动刀架4绕着铰支座3会发生转动，第一插脚41顶点产生水平位移ΔL，此刻记录下千分表此刻的读数a2，即可计算。

计算方法如下：

假如构件的有效长度为L(即第一插脚41顶点到第三插脚21顶点的长度)，第一椎体41顶点与第四插脚44顶点间的距离a，活动刀架如图2中实线所示，受力后试件5压缩量为ΔL(即第一插脚41顶点变形前后产生水平位移ΔL)，活动刀架4绕铰支座3的支点转动到图2中的虚线位置，转角为β，则千分表1测得的变形量为b,构件变形放大倍数为：

构件应变为：

根据公式计算应变，假定装置L＝251.7mm，a＝34.5mm,当构件的实际应变量ΔL为5.87mm时，构件的实际应变应为5.87/251.7＝2.33％，千分表测得数据为42.09mm，测量装置放大倍数为42.09/5.87＝7.17，测得构件应变为2.29％，测量误差为(2.33-2.29)/2.33＝1.72％，该误差在允许误差(允许误差范围为±5％)范围内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种机械式线应变测量装置，其特征在于：包括千分表（1）、采用铸铁材料制作的固定刀架（2）和活动刀架（4），固定刀架（2）包括第一横杆（22），固定刀架（2）呈L形，第一横杆（22）的一端设有竖直向下的第三插脚（21），且第三插脚（21）的轴线与第一横杆（22）的轴线相垂直，第一横杆（22）的另一端下方安装有铰支座（3），固定刀架（2）通过铰支座（3）与活动刀架（4）铰接，活动刀架（4）包括第二横杆（43），第二横杆（43）的轴线与第一横杆（22）的轴线相互平行，第二横杆（43）一端设有竖直向下的第二插脚（42），另一端设有竖直向下的第一插脚（41）和竖直向上的第四插脚（44），第一插脚（41）的轴线、第二插脚（42）的轴线和第四插脚（44）的轴线均与第二横杆（43）的轴线相垂直，且第一插脚（41）的顶点、第二插脚（42）的顶点和第三插脚（21）的顶点位于同一水平线上；千分表（1）垂直固接在第一横杆（22）靠近第三插脚（21）端，千分表（1）的探头与第二横杆（43）的上表面相接触，千分表（1）测量杆的轴线、第一插脚（41）的轴线、第二插脚（42）的轴线、第三插脚（21）的轴线、第四插脚（44）的轴线相互平行。