CN110346210A - 一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及方法，其系统包括：拉伸试验装置，包括上拉伸端、下拉伸端、立柱和底座，上拉伸端和下拉伸端平行且相向设置，上拉伸端和下拉伸端通过两端的立柱上、下串联在一起，立柱的底端固定在底座上；激光位移测量装置，用于通过激光测量钢筋标距线之间的位移变化；信息处理系统，与激光位移测量装置信号相连接，实时接收激光位移测量装置采集到的数据，生成应力与位移曲线，获取钢筋的拉伸伸长率。测量方法应用在上述系统中，在拉伸试验中，将激光位移测量系统探测的位移结合拉伸钢筋所用的拉力，得出钢筋完整的应力与位移曲线，有利于实现测试的自动化，从而提高测量效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料检测技术领域，尤其涉及一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及方法。
背景技术
在建筑结构材料中，钢筋是一个重要的组成部分，钢筋性能的好坏直接影响结构的适用和安全。因此钢筋在用于工程建设之前都需要进行必要的性能检测。其中，钢筋力学性能是通过钢筋的拉伸试验测定的。拉伸试样断后伸长率的测量是一件较为繁琐和细致的工作，传统的方法是将断后的钢筋进行人工拼接，采用卡尺等测量工具测量两个标距线之间的距离。将拉断后的两段钢筋取下后进行人工测量，效率低，耗费劳动力，并且测量精度低，误差较大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，提高测量精准程度及测量效率。
本发明的目的之二在于提供一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，包括：
拉伸试验装置，包括上拉伸端、下拉伸端、立柱和底座，上拉伸端和下拉伸端平行且相向设置，上拉伸端和下拉伸端通过两端的立柱上、下串联在一起，立柱的底端固定在底座上；所述上拉伸端和下拉伸端的相对面的中央位置均对应开设有设置有卡槽，卡槽内安装有由两块夹头相对设置的夹持件，夹持件与控制器信号相连通，控制器控制两块夹头开合实现钢筋的夹紧或松开动作；所述夹头的夹持面向内凹陷有与钢筋相匹配的弧度，夹头的外表面往钢筋的方向倾斜；
激光位移测量装置，用于通过激光测量钢筋标距线之间的位移变化，所述标距线标记在钢筋的上下两端，钢筋两端的标距线均落入激光位置采集装置的激光采集范围内；
信息处理系统，与激光位移测量装置信号相连接，实时接收激光位移测量装置采集到的数据，生成应力与位移曲线，获取钢筋的拉伸伸长率。
进一步地，所述夹头的弧面上设置有肋纹，肋纹与钢筋外表面的横肋相对应。
进一步地，所述卡槽设置为燕尾槽结构。
进一步地，所述信息处理系统与屏显系统电性连接，用于显示并打印曲线结果。
进一步地，所述信息处理系统设置有抗干扰算法，对激光位移测量装置传送的数据进行抗干扰处理。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法，应用在上述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统中的测量方法，包括：
步骤S1：在钢筋的上下端分别设置有标距线，再通过上拉伸端和下拉伸端分别对钢筋的上端和下端进行夹持；打开终端和激光位移测量装置，将激光位移测量装置与终端相连接，利用激光位移测量装置对钢筋进行校对，让钢筋上下段的标距线均落入激光位移测量装置的激光测量范围内；
步骤S2：上拉伸端和下拉伸端以恒定的分离速率反向拉伸钢筋，使得钢筋受到轴向拉力作用发生拉伸，并在拉伸过程中利用激光位移测量装置采集标距线之间的位移变化，直至钢筋被拉断后测量结束；
步骤S3：激光位移测量装置将采集到的数据实时传送到终端上，其信息处理系统再结合拉力数据分析并绘制出应力与位移曲线，从而获取钢筋的伸长率。
进一步地，所述分离速率与钢筋的材料、横街面积和直径有关。
进一步地，所述步骤S1之后还包括步骤S11：利用激光位移测量装置扫描钢筋，并将扫描数据传送到内置在终端中，终端内置的信息处理系统对扫描数据进行分析，计算出钢筋的横截面积及钢筋的直径。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统及其方法，采用激光位移测量系统对标志线进行识别，在拉伸试验中，将激光位移测量系统探测的位移与分析设备信号连接，将探测到的位移传递给电脑，结合拉伸钢筋所用的拉力，得出钢筋完整的应力与位移曲线，计算出钢筋伸长率，有利于实现测试的自动化，从而提高测量效率。
(2)夹头的夹持面向内凹陷有与钢筋相匹配的弧度，夹头的外表面往钢筋的方向倾斜，可提高夹持钢筋的牢固性，并保证钢筋在拉伸的过程中保持竖直状态，从而提高测量准确度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的上拉伸端的夹持件的正视结构示意图；
图3为本发明的上拉伸端的夹持件的仰视结构示意图；
图4为本发明的上拉伸端的夹持件的立体结构示意图。
图中：1、底座；2、立柱；3、下拉伸端；4、钢筋；5、上拉伸端；6、夹持件；601、夹头；602、肋纹；7、激光位移采集装置；8、信息处理系统。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，如图1所示，包括：
拉伸试验装置，包括上拉伸端5、下拉伸端3、立柱2和底座1，上拉伸端5和下拉伸端3相互平行且相向设置，上拉伸端5和下拉伸端3通过两端的立柱2上、下串联在一起，立柱2的底端固定在底座1上；而上拉伸端5和下拉伸端3在夹紧钢筋4后，可通过液压缸或其他动力机构实现上拉伸端5和下拉伸端3沿着立柱2向外拉伸。
如图2、图3和图4所示，所述上拉伸端5和下拉伸端3的相对面的中央位置均对应开设有设置有卡槽，上拉伸端5和下拉伸端3的卡槽位于同一竖直线上，以确保钢筋4在拉伸过程中保持竖直状态。所述卡槽内安装有由两块夹头601相对设置的夹持件6，卡槽设置为燕尾槽结构，可提高夹持件6在卡槽内的稳定性，夹持件6与控制器信号相连通，控制器控制两块夹头601开合实现钢筋4的夹紧或松开动作；两块夹头601的夹持面上均设置有向内凹陷的弧度，该弧度与钢筋4相匹配，可提高夹头601与钢筋4的接触紧密度，从而提高钢筋4的夹紧牢固性，同时，钢筋4的两端均通过具有弧度的夹头601进行夹持，由于夹头601的夹持面上的弧度与钢筋4外表面的弧度相匹配，因此上拉伸端5和下拉伸端3的夹头601夹紧钢筋4的两端时，可保证钢筋4整体呈竖直状态，且在钢筋4拉伸时可保证钢筋4始终处于竖直状态，避免钢筋4在受到外力之后钢筋4端部与夹持件6之间发生移位，导致钢筋4在非竖直的状态下拉伸，影响测量数据的准确性。与此同时，夹头601的外表面往钢筋4的方向倾斜，使得夹紧钢筋4时夹头601倾斜处对钢筋4产生斜向下的力，间接增加了钢筋4两端的拉力，从而降低了拉伸钢筋4所需的能耗，缩短拉伸时间，进一步提高测量效率。
在拉伸试验装置的一侧安装有激光位移测量装置，激光位移测量装置用于通过激光测量钢筋4标距线之间的位移变化，所述标距线标记在钢筋4的上下两端，钢筋4两端的标距线均落入激光位置采集装置的激光采集范围内；钢筋4在经过拉伸后，钢筋4两端的标距线同样也会发生位移，因此通过激光位移测量装置获取标距线的位移信息，即可用于测量钢筋4拉伸的伸长率。
与激光位移测量装置信号相连接有信息处理系统8，用于实时接收激光位移测量装置采集到的数据，再结合拉伸钢筋4所需的拉力，同时采用抗干扰算法，减小试验振动对标距线位移的影响，生成应力与位移曲线，从而获取钢筋4的拉伸伸长率。而信息处理系统8生成应力与位移曲线后，信息处理系统8将曲线通过与其相连接的屏显系统进行显示，若有需要，还可将曲线及分析结果进行打印。
为了增加夹头601与钢筋4之间的摩擦力，在夹头601的弧面上设置有肋纹602，肋纹602与钢筋4外表面的横肋相对应，肋纹602的形状可设置为螺纹形、月牙形等。
实施例二
一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法，应用在实施例一所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统中的测量方法，包括：
步骤S1：在钢筋4的上下端分别设置有标距线，通过上拉伸端5和下拉伸端3分别对钢筋4的上端和下端进行夹持；打开终端和激光位移测量装置，将激光位移测量装置与终端相连接，利用激光位移测量装置对钢筋4进行校对，让钢筋4上下段的标距线均落入激光位移测量装置的激光测量范围内，使得激光位移采集装置7能够采集到标距线之间位移变化。
利用激光位移测量装置扫描钢筋4，并将扫描数据传送到内置在终端中，终端内置的信息处理系统8对扫描数据进行分析，计算出钢筋4的横截面积及钢筋4的直径。
步骤S2：根据步骤S1中计算所得的钢筋4横截面面积、钢筋4直径等数据及钢筋4的材料性质确定钢筋4拉伸试验速率，再利用液压缸或其他动力机构将上拉伸端5和下拉伸端3以恒定的分离速率反向拉伸钢筋4，使得钢筋4受到轴向拉力作用发生拉伸，并在拉伸过程中利用激光位移测量装置采集标距线之间的位移变化，直至钢筋4被拉断后测量结束；
步骤S3：激光位移测量装置将采集到的数据实时传送到终端上，终端上的信息处理系统8再结合拉力数据分析并绘制出应力与位移曲线，从而获取钢筋4的伸长率。其中信息处理系统8还采用抗干扰算法，减小试验振动对标距线位移的影响，从而提高测量准确率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，其特征在于，包括：
拉伸试验装置，包括上拉伸端、下拉伸端、立柱和底座，上拉伸端和下拉伸端平行且相向设置，上拉伸端和下拉伸端通过两端的立柱上、下串联在一起，立柱的底端固定在底座上；所述上拉伸端和下拉伸端的相对面的中央位置均对应开设有设置有卡槽，卡槽内安装有由两块夹头相对设置的夹持件，夹持件与控制器信号相连通，控制器控制两块夹头开合实现钢筋的夹紧或松开动作；所述夹头的夹持面向内凹陷有与钢筋相匹配的弧度，夹头的外表面往钢筋的方向倾斜；
激光位移测量装置，用于通过激光测量钢筋标距线之间的位移变化，标距线标记在钢筋的上下两端，钢筋两端的标距线均落入激光位置采集装置的激光采集范围内；
信息处理系统，与激光位移测量装置信号相连接，实时接收激光位移测量装置采集到的数据，生成应力与位移曲线，获取钢筋的拉伸伸长率。
2.根据权利要求1所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，其特征在于，所述夹头的弧面上设置有肋纹，肋纹与钢筋外表面的横肋相对应。
3.根据权利要求1所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，其特征在于，所述卡槽设置为燕尾槽结构。
4.根据权利要求1所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，其特征在于，所述信息处理系统与屏显系统电性连接，用于显示并打印曲线结果。
5.根据权利要求4所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统，其特征在于，所述信息处理系统设置有抗干扰算法，对激光位移测量装置传送的数据进行抗干扰处理。
6.一种钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法，应用在权利要求1～5任意一项所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量系统中的测量方法，其特征在于，包括：
步骤S1：在钢筋的上下端分别设置有标距线，再通过上拉伸端和下拉伸端分别对钢筋的上端和下端进行夹持；打开终端和激光位移测量装置，将激光位移测量装置与终端相连接，利用激光位移测量装置对钢筋进行校对，让钢筋上下段的标距线均落入激光位移测量装置的激光测量范围内；
步骤S2：上拉伸端和下拉伸端以恒定的分离速率反向拉伸钢筋，使得钢筋受到轴向拉力作用发生拉伸，并在拉伸过程中利用激光位移测量装置采集标距线之间的位移变化，直至钢筋被拉断后测量结束；
步骤S3：激光位移测量装置将采集到的数据实时传送到终端上，其信息处理系统再结合拉力数据分析并绘制出应力与位移曲线，从而获取钢筋的伸长率。
7.根据权利要求6所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法，其特征在于，所述分离速率与钢筋的材料、横街面积和直径有关。
8.根据权利要求6所述的钢筋拉伸试验的伸长率自动测量方法，其特征在于，所述步骤S1之后还包括步骤S11：利用激光位移测量装置扫描钢筋，并将扫描数据传送到内置在终端中，终端内置的信息处理系统对扫描数据进行分析，计算出钢筋的横截面积及钢筋的直径。
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