CN111103179A - 一种cfrp/钢板组合试件的制作装置及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CFRP/钢板组合试件的制作装置及制作方法，包括：底板、控制板、盖板和压紧装置；底板上固定安装有游标卡尺，游标卡尺上设置有测量板；底板上设置有凹槽；底板上设置有第一水平气泡；底板上设置有若干第一定位孔；控制板设置有胶层槽，胶层槽洞穿控制板；控制板的一侧设置有卡槽；控制板上设置有第二水平气泡；控制板上设置有若干第二定位孔；盖板上设置有若干第三定位孔；其中，底板、控制板和盖板能够通过第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔实现定位；底板、控制板和盖板能够通过压紧装置实现压紧。本发明可使CFRP/钢组合试件的胶层厚度和CFRP钢相对位置得到精确控制，提高试验精确性。
Description
技术领域
本发明属于碳纤维复合材料加固钢结构技术领域，特别涉及一种CFRP/钢板组合试件的制作装置及制作方法。
背景技术
碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新型材料，具有强度高、重量轻、抗疲劳及抗腐蚀等性能，已经被广泛用于加固钢结构。
为了评估采用CFRP加固钢结构的效果，需要制作CFRP/钢组合试件进行加载试验。目前，试件制作过程中存在着胶层厚度难以控制、钢板与CFRP材料在粘贴过程中位置难以对齐等问题，严重影响试件的质量和加载的效果。
综上，亟需一种能够精确控制胶层厚度并将钢板和CFRP材料准确对齐的CFRP/钢板组合试件的制作装置及试件制作方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CFRP/钢板组合试件的制作装置及制作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明提供了一种能够精确控制胶层厚度和部件位置的CFRP/钢板组合试件的制作装置及制作方法，能够解决粘贴加固过程中CFRP/钢组合试件胶层厚度和CFRP钢相对位置难以控制的问题，可使CFRP/钢组合试件的胶层厚度和CFRP钢相对位置得到精确控制，提高试验精确性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，包括：底板、控制板、盖板和压紧装置；
所述底板上固定安装有游标卡尺，所述游标卡尺上设置有测量板，用于测量所述CFRP/钢板组合试件的胶层厚度；所述底板上设置有凹槽，用于放置所述CFRP/钢板组合试件的CFRP板；所述底板上设置有第一水平气泡，用于底板调平；所述底板上设置有若干第一定位孔；
所述控制板设置有胶层槽，所述胶层槽洞穿所述控制板，用于填充所述CFRP/钢板组合试件的胶层；所述控制板的一侧设置有卡槽，用于放置所述CFRP/钢板组合试件的钢板；所述控制板上设置有第二水平气泡，用于控制板调平；所述控制板上设置有若干第二定位孔；
所述盖板上设置有若干第三定位孔；
其中，所述底板、所述控制板和所述盖板能够通过所述第一定位孔、所述第二定位孔和所述第三定位孔实现定位；所述底板、所述控制板和所述盖板能够通过压紧装置实现压紧。
本发明的进一步改进在于，所述第一定位孔和所述第三定位孔均为螺纹孔；所述第二定位孔为通过孔。
本发明的进一步改进在于，所述压紧装置包括：螺纹杆和压紧螺母；所述螺纹杆穿过第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔。
本发明的进一步改进在于，还包括：T型螺母；所述T型螺母的数量为多个；所述T型螺母安装在所述螺纹杆上；所述控制板处于T型螺母的上方，所述底板处于T型螺母的下方。
本发明的进一步改进在于，所述游标卡尺通过固定螺栓可拆卸的安装在底板上。
本发明的进一步改进在于，所述制作装置制作的试件包括：CFRP板、胶层和钢板；其中，CFRP板通过胶层与钢板单侧搭接，钢板的宽度大于CFRP板的宽度。
本发明的进一步改进在于，所述胶层为环氧树脂胶层。
本发明的一种CFRP/钢板组合试件的制作方法，基于本发明上述的制作装置，包括以下步骤：通过第一水平气泡将底板调平，将CFRP板置于凹槽内；控制板处于底板的上方，通过第二水平气泡将控制板调平，将胶层填充于胶层槽内，通过游标卡尺测量胶层厚度；将钢板置于卡槽内；将盖板置于钢板的上方；通过第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔实现底板、控制板和盖板三者的定位；通过压紧装置实现底板、控制板和盖板三者的压紧；取下压紧装置，获得CFRP/钢板组合试件。
本发明的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，包括：
底板，底板通过固定螺栓固定安装有游标卡尺，游标卡尺设置有测量板，用于测量CFRP/钢板组合试件的胶层厚度；底板设置有凹槽，用于放置CFRP/钢板组合试件的CFRP板；底板设置有第一水平气泡，用于底板调平；底板设置有若干螺纹孔，螺纹孔内安装有螺纹杆，螺纹杆上安装有T型螺母；
控制板，控制板设置有胶层槽，胶层槽洞穿控制板，用于填充CFRP/钢板组合试件的胶层；控制板的上侧面固定设置有卡槽，用于放置CFRP/钢板组合试件的钢板；控制板设置有第二水平气泡，用于控制板调平；控制板设置有若干通过孔，螺纹杆穿过通过孔，T型螺母支撑控制板；
盖板，盖板设置有若干螺纹孔；螺纹杆的一端穿过盖板的螺纹孔，并安装有压紧螺母。
本发明的一种CFRP/钢板组合试件的制作方法，包括以下步骤：
通过第一水平气泡将底板调平，将CFRP板置于凹槽内；通过T型螺母调节控制板的高度；通过第二水平气泡将控制板调平，将胶层填充于胶层槽内；测量板位于控制板的上方，通过游标卡尺测量胶层厚度；将钢板置于卡槽内；拧紧压紧螺母，实现底板、控制板和盖板三者的压紧；卸下压紧螺母和螺纹杆，获得CFRP/钢板组合试件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的制作装置中，CFRP板放置于底板凹槽内，环氧树脂胶填充在控制板胶层槽内，钢板放置在控制板钢板卡槽内，能够精确控制CFRP、钢板相对位置；胶层厚度由游标卡尺测量，通过T型螺母调节控制板高度控制胶层厚度；保证在整个CFRP/钢组合试件制作过程中胶层厚度和CFRP、钢板相对位置得到精确控制。本发明装置的结构简单，性能可靠，能够保证试验效果及精确性并提高效率。本发明的装置，能使CFRP/钢组合试件的胶层厚度和CFRP钢相对位置得到精确控制，提高试验精确性。
本发明中，底板、盖板通过螺纹孔及控制办上圆形通过孔用螺纹杆和压紧螺母连接在一起。
本发明中，T型螺母通过圆形通过孔卡在控制板下方，用于调节控制板高度，使控制板与游标卡尺上测量板紧密接触，精确控制胶层厚度。
本发明的制作方法用于制作CFRP/钢组合试件，在CFRP/钢组合试件制作试验中，能够精确控制胶层厚度以及CFRP与钢板的相对位置，可提高试验的精确性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置的安装分解示意图；
图3是本发明实施例的CFRP/钢板组合试件的制作装置的侧视结构示意图；
图4是本发明实施例中，制作的CFRP/钢组合试件的结构示意图；其中，图4中的(a)为正视示意图，图4中的(b)为俯视示意图；
图1至图4中，1、底板；2、控制板；3、盖板；4、游标卡尺；5、固定螺栓；6、T型螺母；7、卡槽；8、螺纹杆；9、压紧螺母；10、螺纹孔；11、凹槽；12、胶层槽；13、第一水平气泡；14、第二水平气泡；15、圆形通过孔；16、测量板；17、试件；18、CFRP板；19、胶层；20、钢板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面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，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图3，本发明实施例的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其为能够精确控制胶层厚度和部件位置的CFRP/钢板组合试件的制作装置，包括：底板1、控制板2、盖板3、游标卡尺4、固定螺栓5、T型螺母6、卡槽7、螺纹杆8、压紧螺母9、螺纹孔10、凹槽11、胶层槽12、第一水平气泡13、第二水平气泡14、圆形通过孔15和测量板16。
其中，游标卡尺4固定端通过固定螺栓5固定在底板1上，游标卡尺4的自由端设置有测量板16，卡在控制板2上方，用于精确控制胶层厚度；底板1上设置有螺纹孔10、凹槽11、第一水平气泡13，螺纹孔10用于紧固底板1、控制板2和盖板3，凹槽11用于放置CFRP板18；第一水平气泡13用于底板1调平。
控制板2上设置有卡槽7(钢板卡槽)、胶层槽12、第二水平气泡14、圆形通过孔15，卡槽7用于放置加固钢板，胶层槽12用于填充环氧树脂胶，第二水平气泡用于控制板2的调平，圆形通过孔15用于通过T型螺母6调节控制板高度精确控制胶层厚度。控制板2通过T型螺母6置于底板1的上方，安装在螺纹杆8上，T型螺母6用于调节控制板的高度。
本发明中，通过凹槽11、胶层槽12、卡槽7能够精确控制CFRP、钢板相对位置，凹槽和胶层槽宽度一致。
本发明实施例提供的能够精确控制胶层厚度和部件位置的CFRP/钢板组合试件的制作装置，能够保证粘贴试验过程中CFRP/钢组合试件胶层厚度和CFRP、钢板相对位置得到精确控制，防止CFRP/钢组合试件胶层厚度不一致，使试件各部件相对位置始终保持一致；本装置结构简单，性能可靠，能够保证粘贴效果并提高效率。
本发明实施例的一种CFRP/钢板组合试件的制作方法，包括以下步骤：
通过第一水平气泡将底板调平，将CFRP板置于凹槽内；
通过T型螺母调节控制板的高度；通过第二水平气泡将控制板调平，将胶层填充于胶层槽内；测量板位于控制板的上方，通过游标卡尺测量胶层厚度；
将钢板置于卡槽内；
拧紧压紧螺母，实现底板、控制板和盖板三者的压紧；
卸下压紧螺母和螺纹杆，获得CFRP/钢板组合试件。
请参阅图4，本发明制备的试件17为CFRP/钢组合试件，是一种CFRP板18、胶层19(环氧树脂粘结层)和钢板20单侧搭接试件；其中，钢板20的宽度大于CFRP板18的宽度。为防止在粘贴组合试件过程中CFRP板18与钢板20相对位置错动，在底板1和控制板2分别设置凹槽11、胶层槽12、钢板卡槽精确控制CFRP板与钢板相对位置。
本发明实施例的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置的操作方法，具体包括以下步骤：
(1)将螺纹杆通过螺纹孔从下方安装在底板上，将底板调平，将CFRP板置于凹槽内。
(2)将T型螺母安装在螺纹杆上，将控制板通过圆形通过孔置于T型螺母上。
(3)将游标卡尺通过固定螺栓固定在底板上，调节游标卡尺自由端精确测量控制胶层厚度，使测量板位于控制板上方。
(4)调节T型螺母使控制板与测量板底部接触，微调T型螺母使控制板上第二水平气泡居中。
(5)将环氧树脂胶均匀填充于胶层槽内，将钢板置于控制板的卡槽内，将盖板置于螺纹杆上并拧紧压紧螺母。
综上所述，本发明提供了一种能够精确控制胶层厚度和部件位置的CFRP/钢板组合试件的制作装置。本发明的制作装置，主要包括底板、控制板、盖板、游标卡尺、固定螺栓、T型螺母、钢板挡板、螺纹螺杆、压紧螺母、螺纹孔、凹槽、胶层槽、第一水平气泡、第二水平气泡及测量板；其中，底板上设置有凹槽用于放置CFRP板，游标卡尺用固定螺栓固定在底板上，游标卡尺自由端底部设置有测量板，置于控制板上方，用于控制胶层厚度，控制板上设置有胶层槽、卡槽，胶层槽用于填充环氧树脂胶，钢板卡槽用于放置钢板，本发明装置中CFRP、胶层以及钢板相对位置能得到有效控制。本发明能够保证粘贴试验过程中CFRP/钢组合试件胶层厚度和CFRP、胶层、钢板相对位置得到精确控制，防止CFRP/钢组合试件胶层厚度不一致，使试件各部件相对位置始终保持一致；本装置结构简单，性能可靠，能够保证粘贴效果并提高效率。本发明所述试验装置的胶层厚度由游标卡尺测量T型螺母调节、CFRP胶层钢板相对位置由底板、控制板、盖板控制，方法步骤具体包括：首先将将螺纹杆通过螺纹孔从上方安装在底板上，将底板调平，将CFRP板置于凹槽内；将T型螺母安装在螺纹杆上，将控制板通过圆形通过孔置于T型螺母上；将游标卡尺通过固定螺栓固定在底板上，调节游标卡尺自由端精确测量控制胶层厚度，使测量板位于控制板上方；调节T型螺母使控制板与测量板底部接触，微调T型螺母使控制板上水平气泡居中；将环氧树脂胶均匀涂抹于胶层槽内，将钢板置于控制板钢板卡槽内，将盖板置于螺纹杆上并拧紧压紧螺母。保证粘贴试验过程中CFRP/钢组合试件胶层厚度和CFRP、钢板相对位置得到精确控制。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，包括：底板(1)、控制板(2)、盖板(3)和压紧装置；
所述底板(1)上固定安装有游标卡尺(4)，所述游标卡尺(4)上设置有测量板(16)，用于测量所述CFRP/钢板组合试件的胶层厚度；所述底板(1)上设置有凹槽(11)，用于放置所述CFRP/钢板组合试件的CFRP板；所述底板(1)上设置有第一水平气泡(13)，用于底板(1)调平；所述底板(1)上设置有若干第一定位孔；
所述控制板(2)设置有胶层槽(12)，所述胶层槽(12)洞穿所述控制板(2)，用于填充所述CFRP/钢板组合试件的胶层；所述控制板(2)的一侧设置有卡槽(7)，用于放置所述CFRP/钢板组合试件的钢板；所述控制板(2)上设置有第二水平气泡(14)，用于控制板(2)调平；所述控制板(2)上设置有若干第二定位孔；
所述盖板(3)上设置有若干第三定位孔；
其中，所述底板(1)、所述控制板(2)和所述盖板(3)能够通过所述第一定位孔、所述第二定位孔和所述第三定位孔实现定位；所述底板(1)、所述控制板(2)和所述盖板(3)能够通过压紧装置实现压紧。
2.根据权利要求1所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，
所述第一定位孔和所述第三定位孔均为螺纹孔；所述第二定位孔为圆形通过孔(15)。
3.根据权利要求2所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，所述压紧装置包括：螺纹杆(8)和压紧螺母(9)；
所述螺纹杆(8)穿过第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔。
4.根据权利要求3所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，还包括：T型螺母(6)；所述T型螺母(6)的数量为多个；
所述T型螺母(6)安装在所述螺纹杆(8)上；
所述控制板(2)处于T型螺母(6)的上方，所述底板(1)处于T型螺母(6)的下方。
5.根据权利要求1所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，所述游标卡尺(4)通过固定螺栓(5)可拆卸的安装在底板(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，所述制作装置制作的试件(17)包括：CFRP板(18)、胶层(19)和钢板(20)；
其中，CFRP板(18)通过胶层(19)与钢板(20)单侧搭接，钢板(20)的宽度大于CFRP板(18)的宽度。
7.根据权利要求6所述的一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，所述胶层(19)为环氧树脂胶层。
8.一种CFRP/钢板组合试件的制作方法，其特征在于，基于权利要求1所述的制作装置，包括以下步骤：
通过第一水平气泡(13)将底板(1)调平，将CFRP板置于凹槽(11)内；
控制板(2)处于底板(1)的上方，通过第二水平气泡(14)将控制板(2)调平，将胶层填充于胶层槽(12)内，通过游标卡尺(4)测量胶层厚度；
将钢板置于卡槽(7)内；盖板(3)处于钢板的上方；
通过第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔实现底板(1)、控制板(2)和盖板(3)三者的定位；
通过压紧装置实现底板(1)、控制板(2)和盖板(3)三者的压紧；
取下压紧装置，获得CFRP/钢板组合试件。
9.一种CFRP/钢板组合试件的制作装置，其特征在于，包括：
底板(1)，底板(1)通过固定螺栓(5)固定安装有游标卡尺(4)，游标卡尺(4)设置有测量板(16)，用于测量CFRP/钢板组合试件的胶层厚度；底板(1)设置有凹槽(11)，用于放置CFRP/钢板组合试件的CFRP板；底板(1)设置有第一水平气泡(13)，用于底板(1)调平；底板(1)设置有若干螺纹孔(10)，螺纹孔(10)内安装有螺纹杆(8)，螺纹杆(8)上安装有T型螺母(6)；
控制板(2)，控制板(2)设置有胶层槽(12)，胶层槽(12)洞穿控制板(2)，用于填充CFRP/钢板组合试件的胶层；控制板(2)的上侧面固定设置有卡槽(7)，用于放置CFRP/钢板组合试件的钢板；控制板(2)设置有第二水平气泡(14)，用于控制板(2)调平；控制板(2)设置有若干圆形通过孔(15)，螺纹杆(8)穿过圆形通过孔(15)，T型螺母(6)支撑控制板(2)；
盖板(3)，盖板(3)设置有若干螺纹孔；螺纹杆(8)的一端穿过盖板的螺纹孔，并安装有压紧螺母(9)。
10.一种CFRP/钢板组合试件的制作方法，其特征在于，基于权利要求9所述的制作装置，包括以下步骤：
通过第一水平气泡(13)将底板(1)调平，将CFRP板置于凹槽(11)内；
通过T型螺母(6)调节控制板(2)的高度；通过第二水平气泡(14)将控制板(2)调平，将胶层填充于胶层槽(12)内；测量板(16)位于控制板(2)的上方，通过游标卡尺(4)测量胶层厚度；
将钢板置于卡槽(7)内；
拧紧压紧螺母(9)，实现底板(1)、控制板(2)和盖板(3)三者的压紧；
卸下压紧螺母(9)和螺纹杆(8)，获得CFRP/钢板组合试件。
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2020
- 2020-01-03 CN CN202010006030.9A patent/CN111103179B/zh active Active
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