CN109799136B - 一种拉伸测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉伸测试装置及方法，属于拉伸测试装置技术领域，解决了现有拉伸测试装置的结构复杂、工作稳定性差、测试精度低的问题。该测试装置，包括加载盘、轴头和用于将试件固定于加载盘上端的夹持组件；加载盘包括第一加载片和第二加载片，第一加载片和第二加载片通过连接杆轴设置于轴头的两侧；轴头的两侧面均设有卡制部，第一加载片和第二加载片的内侧面均设有限制部；加载盘绕连接杆轴转动一定角度后，卡制部与限制部配合使加载盘固定在指定位置。本发明的拉伸测试装置结构简单、工作稳定性好且测试精度高，简化了试验操作，显著降低了试验经费和材料成本。

Description

一种拉伸测试装置及方法

技术领域

本发明涉及拉伸测试装置技术领域，尤其涉及一种拉伸测试装置及方法。

背景技术

随着我国经济高速发展，社会对建筑结构的要求越来越多样化，传统的框架结构已不能满足社会的需求。许多样式奇特的建筑拔地而起，如山东千佛山弥勒佛结构，这类结构外形美观，但内部受力十分复杂，除了传统的垂直相交的结点，还增加了许多其他角度相交的结点，对建筑设计和后期维修提出了较高的要求。因此，为了满足分析这类建筑内力的要求，需要更好的试验装置。

目前，国内外关于这一领域的测试装置，多为单一角度测试，只适用于对某一角度受力状况进行分析，进行多角度分析时，需要多个装置进行试验，增加了试验经费和难度；已有学者提出适用于多角度拉伸测试的实验装置，但现有多角度拉伸测试装置结构复杂，零部件繁多，零部件之间作用力关系复杂，且零部件之间连接点多，实验过程中容易发生断裂，工作稳定性差，测试精度低。因此，开发一种结构简单、工作稳定性好、测试精度高的拉伸测试装置对多角度分析试验及奇特样式建筑的研究意义重大。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种拉伸测试装置及方法，用以解决现有拉伸测试装置的结构复杂、工作稳定性差、测试精度低以及测试操作复杂的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种拉伸测试装置，包括加载盘、轴头和用于将试件固定于加载盘上端的夹持组件；加载盘包括第一加载片和第二加载片，第一加载片和第二加载片通过连接杆轴设置于轴头的两侧；轴头的两侧面均设有卡制部，第一加载片和第二加载片的内侧面均设有限制部；加载盘绕连接杆轴转动一定角度后，卡制部与限制部配合使加载盘固定在指定位置。

进一步地，连接杆轴的两端设有外螺纹；第一加载片和第二加载片均设有螺纹孔，第一加载片和第二加载片通过旋转靠近或远离轴头，使卡制部与限制部咬合或分离。

进一步地，卡制部为扇形凹槽，限制部为扇形凸起；或者，卡制部为扇形凸起，限制部为扇形凹槽。

进一步地，卡制部和限制部的圆心角15°～30°。

进一步地，卡制部和限制部由刻蚀工艺制成。

进一步地，夹持组件包括可拆卸连接的上夹持板和下夹持板；下夹持板与加载盘焊接，加载盘与下夹持板垂直设置。

进一步地，上夹持板和下夹持板的结构相同，且均为环形结构；上夹持板和下夹持板通过螺栓连接。

进一步地，加载盘为半圆形，轴头为板状结构。

进一步地，连接杆轴与轴头固定连接或一体成型。

进一步地，轴头靠近转轴的端截面圆弧形。

另一方面，提供一种拉伸测试方法，基于上述拉伸测试装置进行测试，包括以下步骤：

步骤一：将加载盘安装在轴头上，将试件固定在夹持组件上；

步骤二：旋转第一加载片和第二加载片至所需角度，将第一加载片和第二加载片靠近轴头，使卡制部和限制部咬合，完成加载盘与轴头相对固定；

步骤三：将试件和轴头连接到拉伸机上，进行拉伸测试；

完成此次拉伸测试后，将第一加载片和第二加载片原理轴头，使卡制部和限制部分离，再次旋转一定角度后重复上述步骤进行拉伸测试。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果之一：

a)本发明提供的拉伸测试装置，包括轴头、设置于轴头的两侧的第一加载片和第二加载片和夹持组件；轴头的两侧面均设有卡制部，第一加载片和第二加载片的内侧面均设有限制部；加载盘绕连接杆轴转动一定角度后，卡制部与限制部配合使加载盘固定在指定位置，能够进行较高精度的变角度拉伸试验，结构简单，操作方便，工作稳定性好，测试结果更可靠，测试精度和测试效率更高。

b)本发明提供的拉伸测试装置，轴头与加载盘上设置的相互配合的卡制部或限制部，能够根据试件的测试角度需求设置，测试获得结点在不同角度的最大承载力；连接杆轴的两端设有螺纹，通过旋转第一加载片和第二加载片，使其远离或靠近轴头，避免实验过程操作繁琐，克服零件数量多容易丢失的缺陷，试验操作效率高，还能够对比不同拉伸速率下的承载力，测试功能多样，试验效果更好。

c)本发明提供的拉伸测试方法，仅需转动加载盘一定角度，使第一加载片和第二加载片的限制部与轴头的卡制部咬合，使加载盘固定在指定位置进行测试，不仅大大简化了试验操作，而且显著降低了试验经费和材料成本，对多角度分析试验及奇特样式建筑的研究意义重大。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为实施例中拉伸测试装置的正视图；

图2为实施例中拉伸测试装置的俯视图；

图3为图1中加载盘内侧面的示意图；

图4为图1中轴头的侧面示意图。

附图标记：

1-上夹持板；2-下夹持板；3-卡制部；4-限制部；5-加载盘；6-轴头；7-试件；8-试件固定螺栓孔；9-连接杆轴。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种拉伸测试装置，如图1至图3所示，包括加载盘5、轴头6和用于将试件7固定于加载盘5上端的夹持组件；加载盘5包括第一加载片和第二加载片，第一加载片和第二加载片通过连接杆轴9设置于轴头6的两侧；轴头6的两侧面均设有卡制部3，第一加载片和第二加载片的内侧面均设有限制部4；加载盘5绕连接杆轴9转动一定角度后，卡制部与限制部配合使加载盘5固定在指定位置。测试时，将待测试的试件7和轴头6分别与拉伸机连接。

本实施例中，加载盘5包括第一加载片和第二加载片，第一加载片和第二加载片对称设置于轴头6的两侧，此结构的加载盘，能够使连接杆轴9在实验时的受力更加均衡，避免因受力不均导致连接杆轴9断裂，从而提高了测试装置的使用寿命。

本实施例中，卡制部3为扇形凹槽，限制部4为扇形凸起；或者，卡制部3为扇形凸起，限制部4为扇形凹槽。卡制部3和限制部4的圆心角根据测试所需转动角度设置，优选的，卡制部3和限制部4的圆心角15°～30°。此结构的测试装置，不仅能够确定结点在不同角度的最大承载力，避免实验过程操作繁琐，试验操作效率高，还能够对比不同拉伸速率下的承载力，测试功能多样，试验效果更好。考虑到需要在轴头6的上部设置卡制部3或限制部4，轴头6的上部厚度大于下部厚度，优选地，上部至下部的厚度均匀变化。

为了防止测试过程中加载盘5与轴头6产生相对转动，影响测试装置的稳定性，卡制部3和限制部4由刻蚀工艺制成。

本实施例中，连接杆轴9与轴头6固定连接或一体成型，能够提升测试装置的工作稳定性。连接杆轴9的两端设有外螺纹；第一加载片和第二加载片均设有螺纹孔，第一加载片和第二加载片通过旋转靠近或远离轴头6，使卡制部3与限制部4咬合或分离。此结构的测试装置，通过旋转加载盘5使第一加载片和第二加载片远离或靠近轴头6，利用卡制部3与限制部4实现加载盘5转动后固定，操作方便，克服了零件数量多容易丢失的缺陷。

为了防止测试过程中第一加载片和第二加载片发生转动影响测试结果，本实施例中的测试装置还设有螺母，两个螺母分别设置连接杆轴的两端，利用螺母将连接杆轴两侧拧紧，使卡制部3和限制部4紧密咬合，避免第一加载片和第二加载片发生松动，从而能够有效地提升测试装置的稳定性和结果可靠性。

本实施例中，夹持组件包括可拆卸连接的上夹持板1和下夹持板2；下夹持板2与加载盘5焊接，加载盘5与下夹持板2垂直设置。上夹持板1和下夹持板2的结构相同，且均为环形结构；上夹持板1和下夹持板2通过螺栓连接，优选地，上夹持板1和下夹持板2均为方形环状结构或者圆形环状结构，环形结构上设有试件固定螺栓孔8，使用时，将试件7置于上夹持板1和下夹持板2之间，用螺栓将试件7固定。其中，试件7根据待测试对象的结构设置，具体的，试件7的结构按照待测试对象结构仿制，例如，试件7可以由一块矩形铜皮、一块长钢板、一块角钢组合而成，角钢与长钢板焊接，长钢板通过结构胶与铜皮固定连接，其中，角钢长边与矩形铜皮短边重合，即角钢长边与下部的轴头6在同一平面，测试时，矩形铜皮固定在试件夹持组件上，角钢与拉伸机连接。当然，试件7的结构可以根据不同待测对象的结构进行设计，相应的，试件夹持组件的结构也可根据待测试件7的结构进行适当调整。

为了方便测试时旋转加载盘5，加载盘5的上设有转动把手结构，优选地，转动把手结构为能够放置操作者手部或手指的通孔，或者，为焊接的块状凸起。

本实施例中，轴头6为板状结构，较柱形结构节省材料，降低成本；轴头6靠近转轴的端截面圆弧形，能够克服方形结构的轴头6在加载盘5转动时方形轴头6直角与夹持组件产生干涉的缺陷，从而提升测试装置的工作可靠性。

本实施例中，轴头6可以转动，具体的，轴头6设有转动结构，具体的，轴头6包括上轴头、下轴头和转动组件，上轴头与下轴头通过转动组件连接，上轴头与加载盘5连接，下轴头与拉伸机连接，测试时，根据需要，转动上轴头并将其固定在指定位置，实现角度转动的目的，提升了测试装置的通用性。优选地，转动组件的结构和工作原理与加载盘5的结构及工作原理相似，即转动组件包括第一转动盘和第二转动盘，第一转动盘和第二转动盘均设有螺孔，第一转动盘与下轴头焊接或一体成型，第二转动盘与上轴头焊接或一体成型，通过转动第一转动盘或第二转动盘，利用螺栓实现第一转动盘和第二转动盘角度转动和固定，实现了拉伸多角度改变。

利用本实施例中的拉伸测试装置进行拉伸测试方法，包括以下步骤：

步骤一：将加载盘5安装在轴头6上，将试件7置于上夹持板1和下夹持板2之间，通过固定螺栓和试件固定螺栓孔8将试件7固定在夹持组件上；

步骤二：根据测试需求，旋转第一加载片和第二加载片至所需角度，将第一加载片和第二加载片靠近轴头6，使卡制部3和限制部4咬合，完成加载盘5与轴头6相对固定；

步骤三：将试件7和轴头6连接到拉伸机上，进行拉伸测试；完成此次拉伸测试后，将第一加载片和第二加载片原理轴头6，使卡制部3和限制部4分离，再次旋转一定角度后重复上述步骤进行拉伸测试，获得变角度拉伸测试数据。

步骤二中，为了防止测试过程中第一加载片和第二加载片发生转动影响测试结果，利用螺母将连接杆轴两侧拧紧，从而能够有效地提升测试装置的稳定性和结果可靠性。

与现有技术相比，本实施例提供的拉伸测试装置，设计了特殊结构的试件夹持组件，加载盘5能够绕轴头6设置的连接杆轴9转动，通过旋转第一加载片和第二加载片一定角度后，将卡制部3和限制部4咬合，使加载盘5固定在指定位置，此结构的测试装置结构简单，零部件少，零部件之间作用力关系简单，且零部件之间连接点少，实验过程中不易发生断裂，工作稳定性好。本实施例提供的测试方法，大大简化了试验操作，提升了测试效率，可显著降低试验经费和材料成本，能进行较高精度的变角度拉伸试验，测试结果更可靠，测试精度更高，对多角度分析试验及奇特样式建筑的研究意义重大。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种拉伸测试装置，其特征在于，包括加载盘(5)、轴头(6)和用于将试件(7)固定于所述加载盘(5)上端的夹持组件；

所述加载盘(5)包括第一加载片和第二加载片，所述第一加载片和第二加载片通过连接杆轴(9)设置于所述轴头(6)的两侧；

所述轴头(6)的两侧面均设有卡制部(3)，所述第一加载片和第二加载片的内侧面均设有限制部(4)；

所述加载盘(5)绕所述连接杆轴(9)转动一定角度后，所述卡制部与限制部配合使所述加载盘(5)固定在指定位置；

所述夹持组件包括可拆卸连接的上夹持板(1)和下夹持板(2)；

所述下夹持板(2)与所述加载盘(5)焊接，所述加载盘(5)与所述下夹持板(2)垂直设置；

所述上夹持板(1)和下夹持板(2)的结构相同，且均为环形结构；

所述上夹持板(1)和下夹持板(2)通过螺栓连接；

所述连接杆轴(9)的两端设有外螺纹；

所述第一加载片和第二加载片均设有螺纹孔，所述第一加载片和第二加载片通过旋转靠近或远离所述轴头(6)，使所述卡制部(3)与限制部(4)咬合或分离；

所述卡制部(3)为扇形凹槽，所述限制部(4)为扇形凸起；

或者，所述卡制部(3)为扇形凸起，所述限制部(4)为扇形凹槽。

2.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于，所述卡制部(3)和限制部(4)的圆心角15°～30°。

3.根据权利要求1所述的拉伸测试装置，其特征在于，所述卡制部(3)和限制部(4)由刻蚀工艺制成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的拉伸测试装置，其特征在于，所述加载盘(5)为半圆形，所述轴头(6)为板状结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的拉伸测试装置，其特征在于，所述连接杆轴(9)与所述轴头(6)固定连接或一体成型。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的拉伸测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将加载盘(5)安装在轴头(6)上，将试件(7)固定在夹持组件上；

步骤二：旋转第一加载片和第二加载片至所需角度，将第一加载片和第二加载片靠近轴头(6)，使卡制部(3)和限制部(4)咬合，完成加载盘(5)与轴头(6)相对固定；

步骤三：将试件(7)和轴头(6)连接到拉伸机上，进行拉伸测试；

完成此次拉伸测试后，将第一加载片和第二加载片远离轴头(6)，使卡制部(3)和限制部(4)分离，再次旋转一定角度后重复上述步骤进行拉伸测试。

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