CN116754374A - 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用 - Google Patents

抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116754374A
CN116754374A CN202310728508.2A CN202310728508A CN116754374A CN 116754374 A CN116754374 A CN 116754374A CN 202310728508 A CN202310728508 A CN 202310728508A CN 116754374 A CN116754374 A CN 116754374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
support
clamping
connecting rod
force
tensile strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310728508.2A
Other languages
English (en)
Inventor
邱豪
陈容源
廖飞宇
赖浩鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Agriculture and Forestry University
Original Assignee
Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Agriculture and Forestry University filed Critical Fujian Agriculture and Forestry University
Priority to CN202310728508.2A priority Critical patent/CN116754374A/zh
Publication of CN116754374A publication Critical patent/CN116754374A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0003—Steady
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/001—Impulsive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0017—Tensile
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用，本方案巧妙性通过夹紧组件配合连接组件与支座连接组成抗拉强度测试装置，使得第一支座和/或第二支座连接有用于连接外部用于产生作用力的施力单元后，可以通过施力单元提供作用力，令所述第一支座和所述第二支座沿相互接近方向相对移动，使所述第一支座连接的第一连接组件和第二支座连接的第二连接组件分别带动第一夹紧组件、第二夹紧组件沿相互远离方向移动，令被夹持在第一夹紧组件、第二夹紧组件上的待测试件受拉力作用，从而完成拉力施加，本方案装置不仅操作灵活且试件适应性好，方便实验人员操作，提高实验效率和适用性。

Description

抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用
技术领域
本发明涉及拉伸测试装置及构件测试技术领域，尤其涉及抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用。
背景技术
岩石、混凝土和岩石-混凝土组合构件的抗拉强度是工程建设中重要的力学参数。目前在测量单一材料或者双材料的抗拉强度有两种方法，分别为直接测量法和间接测量法。其中，间接测量方法为劈拉实验法，直接测量的方法为单轴拉伸法。对于单轴拉伸法，实验过程试件中心与实验夹具需在一条直线上，保证荷载作用在试件的中心，能够准确地测量出试件的抗拉强度。由于实验夹具要精准地夹紧实验构件，并保证拉力作用线经过构件中心，因此操作难度较大，很多研究并没有采用直接拉伸的方法来获得单一材料或双材料抗拉强度。对于间接测量方法，主要采用立方体构型或圆盘构型，尽管这些构件容易加工以及试验也较为简便，但间接劈拉方法使岩石或混凝土的应力状态复杂多样，获取试件的抗拉强度比单轴拉伸法获取的拉伸强度具有较大的差距。特别是双材料试件劈裂抗拉试验求解界面抗拉强度存在较大误差，因为单一材料劈裂抗拉求解公式不能直接应用到双材料试件劈裂求解，双材料试件的应力分布是不对称的，而单一材料劈裂抗拉公式是基于均质材料以及应力分布对称条件下推导出来。
目前，一些研究者为研究直接获取脆性材料的抗拉强度，做了许多的改进及创新。例如，曹日红[1]发明了一种岩石直接拉伸装置，其可以在不同测压条件下，得到岩石的拉伸强度。通过以岩石剪切流变仪为基础，将装置的内、外框架套装。实验时，岩石剪切流变仪的竖向剪切装置向内框架顶部施加荷载，而外框架固定不动，对岩石直接竖向拉伸稳定。可准确获得岩石的抗拉强度。张绪涛[2]设计了黏结对中装置，其所设计的装置由立柱，底板，上下拉头定位套等构件构成。黏结对中装置还设置了可以调节黏接剂厚度旋钮，可以进行微调。将岩石放入黏结对中装置中，将拉伸装置与万能试验机相连，用计算机自动记录拉力-位移信息。最终可测得试件的拉应力值。何鑫，刘建锋等[3]等人亦公开了在三轴侧向压缩应力的岩石拉伸实验中加入其设计的岩石拉伸试验装置，其包括支撑架，所述支撑架的顶部固定设置有顶板，所述顶板的上方设置有受力板，所述受力板上设置有多根竖直的传力杆，所述传力杆竖直贯穿顶板并与顶板滑动配合，且所述传力杆的下端设置有拉伸底座，所述拉伸底座上设置有与拉伸底座滑动配合的下部球形头夹持器，所述下部球形头夹持器的顶部设置有下部夹持盲槽，所述顶板上设置有与顶板滑动配合的上部球形头夹持器，所述上部球形头夹持器的底部设置有上部夹持盲槽，所述上部夹持盲槽的中心线与下部夹持盲槽的中心线重合。可以保证荷载与试样中心在同一水平线。刘石[4]在三轴加载下岩石的直接拉伸仪器中加入了激光技术，当所有激光光束到达试样表面的距离处处相等时，表明试样轴心与拉力轴心处于同一轴心线上，即对中工作完成，如此可实现试样与真空套筒组件的快速精确对中；其还加入了环装杠杆夹持组件对试样进行固定，转动螺母即可调节圆形空间内径。通过围压控制器和柔性材料中的油压液体相互配合，对不同围压下的试件进行拉伸试验。丁晓唐等[5]在直拉试验中，对普通液压式全能试验机作了简便的改进。设计了由拉杆和横梁组成的刚性框架,测得混凝土受拉应力—应变全曲线。其公开的试验装置中还加设了4根8mm的钢筋作为附加刚性组件。为减小偏心影响,在试件和螺栓传力连杆之间加设铰接头。铰接头由带螺杆的半球铰、钢套和带螺纹的底座三部分组成,半球面铰在荷载作用下能微调，可保证荷载作用中心与试件的物理中心尽量共线。杨吴生，薛明霞[6]设计了WAW-E600C型微机控制电液伺服万能试验机。用计算机进行闭环控制，电液控制阀根据外部反馈回来的控制信号变化，作出快速准确的反应，迅速调整试验机油缸的进、出油量，从而实现试验机根据所设定的控制参数而精确动作。在开始施加荷载时，由于试件的夹持及连接部位存在着间隙，同时也有可能存在用于反馈信号的位移传感器安装不妥等问题，因此，试件开始拉伸时采用恒荷载控制模式，稳定拉伸后再转换为变形控制模式直至试验结束，这样可以避免试件意外断裂。潘格林，王建国[7]设计了一种多倾角巴西劈裂装置，该装置左右对称，上承压板带有可拆卸刃型压头，可以根据实验情况更换刀头。刀刃两侧个带有两个三角凹槽，可使岩石上下受集中力破坏，转盘上面有指针凹槽，能够准确记录不同倾角。该装置能够实现不同角度的劈拉实验，操作方便，精度较高。陈徐东，王许阳[8]等人发明了一种测试岩石抗拉强度的简介拉伸装置，该装置用于创建出一个承受均匀拉应力的区域，克服现有装置偏心的问题，利用加载所述加载垫柱通过与沿竖直轴线对称分布的垫板抵接从而将加载压力传导至所述加载垫板上。利用劈拉实验获得的岩石拉应力强度。
目前直接测量脆性材料抗拉强度的实验构型主要为直拉实验构型和劈拉实验构型。上述所列举的方案中，依然还存在如下一种或多种问题：
①大部分装置所涉及直拉实验构型制作较为繁琐，且精度要求较高。
②大部分实验装置所涉及实验构件尺寸较为固定，设备无法同时满足多种不同尺寸实验构型。
③大部分的设备只能做静态拉伸实验。
参考文献
[1]曹日红,林奇斌,曹平等.一种岩石直接拉伸实验装置及其应用方法[P].湖南省：CN109115613A,2019-01-01.
[2]张绪涛,张强勇,袁圣渤等.岩石轴向直接拉伸试验装置的研制及应用[J].岩石力学与工程学报,2014,33(12):2517-2523.DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2014.12.017.
[3]何鑫,刘建锋,唐一帆等.适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置[P].四川省：CN218330974U,2023-01-17.
[4]刘石,文泽昌,辛建平.三轴加载下岩石的直接拉伸实验仪器[P].陕西省：CN115326574A,2022-11-11.
[5]丁晓唐,丁鑫,刘海霞,郑艳.混凝土直拉试验和三点弯曲断裂试验确定的软化曲线的比较【J】.水电能源科学.2014(01):116-118+156
[6]杨吴生,薛明霞.混凝土单轴拉伸应力-应变全曲线试验方法及装置【J】.工业建筑.2009(S1):907-909
[7]潘格林,王建国,王晓杰.一种多倾角巴西劈裂实验劈裂装置[P].山东：CN206378367U,2017-08-04.
[8]陈徐东,王许阳,李佐宇等.一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置及方法[P].江苏省：CN113218769B,2022-06-10.
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种结构简单、实施可靠、对构件尺寸适应性强或可进行适应性调整和既能够适用于静态拉伸，又能够兼容其他拉伸加载方式的抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用。
为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种抗拉强度测试装置，用于待测试件的装载固定，其包括：
第一夹紧组件，用于夹紧固定待测试件的一端；
第二夹紧组件，与第一夹紧组件相对设置，且用于夹紧固定待测试件的另一端；
第一支座，通过第一连接组件分别与第一夹紧组件、第二夹紧组件的一端连接；
第二支座，通过第二连接组件分别与第一夹紧组件、第二夹紧组件的另一端连接。
其中，所述第一支座和所述第二支座可沿相互接近方向相对移动，使所述第一支座连接的第一连接组件和第二支座连接的第二连接组件分别带动第一夹紧组件、第二夹紧组件沿相互远离方向移动，令被夹持在第一夹紧组件、第二夹紧组件上的待测试件受拉力作用；
另外，所述第一支座、第二支座均用于连接或之一用于连接外部用于产生作用力的施力单元，当所述第一支座、第二支座之一连接有施力单元时，另一连接有用于限制第一支座或第二支座沿施力单元作用力方向移动的支撑单元。
作为一种可能的实施方式，进一步，本方案所述第一夹紧组件包括：
第一连接块，其中部设有第一贯穿孔；
第一胀紧模块，设置在第一贯穿孔内，其中部形成有第一胀紧区；
第一夹紧块，数量为多个且呈环形阵列布设在第一胀紧区内，多个第一夹紧块之间合围形成待测试件一端轮廓相适应的第一夹紧区，多个第一夹紧块接近第一胀紧模块的侧壁与第一胀紧模块相贴，由第一胀紧模块带动多个第一夹紧块相互合拢，将待测试件夹紧在第一夹紧区中。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第二夹紧组件包括：
第二连接块，其中部设有第二贯穿孔，且第二连接块对应第二贯穿孔贯穿的其中一端面与第一连接块对应第一贯穿孔贯穿的其中一端面相对；
第二胀紧模块，设置在第二贯穿孔内，其中部形成有第二胀紧区；
第二夹紧块，数量为多个且呈环形阵列布设在第二胀紧区内，多个第二夹紧块之间合围形成待测试件另一端轮廓相适应的第二夹紧区，多个第二夹紧块接近第二胀紧模块的侧壁与第二胀紧模块相贴，由第二胀紧模块带动多个第二夹紧块相互合拢，将待测试件夹紧在第二夹紧区中。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一胀紧模块、第二胀紧模块均为胀紧套。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一夹紧块和第二夹紧块均为弧形块，多个第一夹紧块及多个第二夹紧块合围后的外周侧轮廓为与胀紧套内圈轮廓相适应的圆形。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案多个第一夹紧块合围后形成的第一夹紧区及多个第二夹紧块合围后形成的第二夹紧区为矩形或圆形。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一连接块接近第二连接块的端面上设有上下相对的一对第一凸块，所述第二连接块接近第一连接块的端面上对应第一凸块设有上下相对的一对第二凸块，且第一连接块和第二连接块相对接触时，第一凸块与第二凸块侧壁相贴。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一支座为一端封闭的筒状结构，其封闭端两侧设有位置相对的第一连接部；所述第一连接组件包括第一连杆和第二连杆，其中，所述第一连杆和第二连杆的一端转动连接在一对第一连接部之间，所述第一连接块的一端设有第二连接部，所述第二连接块的一端设有第三连接部，所述第一连杆的另一端与第二连接部转动连接，所述第二连杆的另一端与第三连接部转动连接。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第二支座为板状结构，其一端面两侧设有位置相对的第四连接部；所述第二连接组件包括第三连杆和第四连杆，其中，所述第三连杆和第四连杆的一端转动连接在一对第四连接部之间，所述第一连接块的另一端设有第五连接部，所述第二连接块的另一端设有第六连接部，所述第三连杆的另一端与第五连接部转动连接，所述第四连杆的另一端与第六连接部转动连接。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第二连杆和第四连杆的数量均为一对，所述第一连杆的一端位于一对第二连杆的一端之间，所述第三连杆的一端位于一对第四连杆的一端之间；所述第二连接部的数量为一对且相对设置，所述第一连杆的另一端转动连接在一对第二连接部之间，所述第二连杆的另一端转动连接在所述第三连接部的两侧。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第五连接部的数量为一对且相对设置，所述第三连杆的另一端转动连接在一对第五连接部之间，所述第四连杆的另一端转动连接在所述第六连接部的两侧。
其中，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均为通过圆柱销与对应的第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部、第五连接部、第六连接部转动连接。
基于上述，本发明还提供一种单材料或双材料构件抗拉测试系统，其包括上述所述的抗拉强度测试装置，其还包括至少一个施力单元，所述施力单元用于主动输出作用力且其连接有用于采集作用力大小的测力单元；
其中，所述抗拉强度测试装置的第一支座、第二支座均连接或之一连接施力单元，由施力单元提供所述第一支座和所述第二支座沿相互接近方向相对移动的动力；当所述第一支座、第二支座之一连接有施力单元时，另一连接有用于限制第一支座或第二支座沿施力单元作用力方向移动的支撑单元；
另外，所述待测试件为单材料或双材料构件。
采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案巧妙性通过第一夹紧组件、第二夹紧组件配合连接组件(第一连接组件、第二连接组件)与第一支座、第二支座连接组成抗拉强度测试装置，使得第一支座和/或第二支座连接有用于连接外部用于产生作用力的施力单元后，可以通过施力单元提供作用力，令所述第一支座和所述第二支座沿相互接近方向相对移动，使所述第一支座连接的第一连接组件和第二支座连接的第二连接组件分别带动第一夹紧组件、第二夹紧组件沿相互远离方向移动，令被夹持在第一夹紧组件、第二夹紧组件上的待测试件受拉力作用，从而完成拉力施加，以实现对待测试件的抗拉测试，而连接组件采用连接的形式进行连接支座和连接块，其不仅结构灵活且能够通过连杆的角度以及施力单元的施加的冲击力或静压力的角度来进行辅助计算实验试件的水平拉力，为后续实验计算提供便利辅助；同时，本方案装置能够使试件中部受拉区域应力分布与传统直拉实验中试件中部受拉区域应力分布类似，即受拉区域仅存在拉应力；且其能够实现在静载和冲击作用下的直拉破坏，除此之外，本方案通过胀紧模块与夹紧块的配合，通过胀紧模块的松紧来配合夹紧块进行夹紧不同尺寸的试件，其不仅操作灵活且试件适应性好，方便实验人员操作，提高实验效率和适用性。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明方案装置的简要实施结构三维视角示意图之一；
图2是本发明方案装置的简要实施结构三维视角示意图之二；
图3是本发明方案装置的简要实施结构二维剖切视角示意图；
图4是本发明方案装置的简要实施结构爆炸示意图；
图5是本发明方案装置的第一支座与第一连接组件的配合示意图之一；
图6是本发明方案装置的第一支座与第一连接组件的配合示意图之二；
图7是本发明方案装置的第二支座与第二连接组件的配合示意图之一；
图8是本发明方案装置的第二支座与第二连接组件的配合示意图之二；
图9是本发明方案装置的第一胀紧模块或第二胀紧模块的结构示意图；
图10是本发明方案装置的第一胀紧模块和第二胀紧模块配合第一夹紧块、第二夹紧块将待测试件进行夹持固定的示意图；
图11是本发明方案装置在夹持待测试件时的简要实施结构三维剖切视角示意图；
图12是本发明方案装置在夹持待测试件后，其与施力单元、支撑单元配合的简要示意图；
图13是本发明方案装置在夹持待测试件后，其与施力单元、支撑单元配合进行拉伸待测试件的简要受力示意图；
图14是本发明方案装置可适用的四种待测试件的实施结构示意图，其中(a)、(c)为单材料试件，(b)、(d)为双材料试件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图12之一所示，本实施方案一种抗拉强度测试装置，用于待测试件8的装载固定，其包括：
第一夹紧组件1，用于夹紧固定待测试件8的一端；
第二夹紧组件2，与第一夹紧组件1相对设置，且用于夹紧固定待测试件8的另一端；
第一支座3，通过第一连接组件4分别与第一夹紧组件1、第二夹紧组件2的一端连接；
第二支座5，通过第二连接组件6分别与第一夹紧组件1、第二夹紧组件2的另一端连接。
其中，所述第一支座3和所述第二支座5可沿相互接近方向相对移动，使所述第一支座3连接的第一连接组件4和第二支座5连接的第二连接组件6分别带动第一夹紧组件1、第二夹紧组件2沿相互远离方向移动，令被夹持在第一夹紧组件1、第二夹紧组件2上的待测试件8受拉力作用；
另外，本方案装置在使用时，所述第一支座3、第二支座5均用于连接或之一用于连接外部用于产生作用力的施力单元9，当所述第一支座3、第二支座5之一连接有施力单元9时，另一连接有用于限制第一支座3或第二支座5沿施力单元9作用力方向移动的支撑单元10。
换而言之，本方案装置中，第一支座3、第二支座5可以连接用于主动施加作用力的施力单元9，也可以择一连接用于主动施加作用力的施力单元9，另一与支撑单元10连接，使得施力单元9施加外部作用力时，可以令所述第一支座3和所述第二支座5可沿相互接近方向相对移动，最终带动第一夹紧组件1、第二夹紧组件2沿相互远离方向移动，使被夹持在第一夹紧组件1、第二夹紧组件2上的待测试件8受拉力作用，以此进行抗拉强度测试。
而对于夹紧组件而言，本方案所述第一夹紧组件1包括：
第一连接块11，其中部设有第一贯穿孔111；
第一胀紧模块12，设置在第一贯穿孔111内，其中部形成有第一胀紧区121；
第一夹紧块13，数量为多个且呈环形阵列布设在第一胀紧区121内，多个第一夹紧块13之间合围形成待测试件8一端轮廓相适应的第一夹紧区131，多个第一夹紧块13接近第一胀紧模块12的侧壁与第一胀紧模块12相贴，由第一胀紧模块12带动多个第一夹紧块13相互合拢，将待测试件8夹紧在第一夹紧区131中。
作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第二夹紧组件2包括：
第二连接块21，其中部设有第二贯穿孔211，且第二连接块21对应第二贯穿孔211贯穿的其中一端面与第一连接块11对应第一贯穿孔111贯穿的其中一端面相对；
第二胀紧模块22，设置在第二贯穿孔211内，其中部形成有第二胀紧区221；
第二夹紧块23，数量为多个且呈环形阵列布设在第二胀紧区221内，多个第二夹紧块23之间合围形成待测试件8另一端轮廓相适应的第二夹紧区231，多个第二夹紧块23接近第二胀紧模块22的侧壁与第二胀紧模块22相贴，由第二胀紧模块22带动多个第二夹紧块23相互合拢，将待测试件8夹紧在第二夹紧区231中。
作为一种选型举例，本方案所述第一胀紧模块12、第二胀紧模块22均为胀紧套，其具体可以是Z2型涨紧套，另外，本方案中，所述第一胀紧模块12、第二胀紧模块22可以为可拆卸固定设置在第一连接块11、第二连接块22上，以此使得试验人员可以根据需要进行选择不同规格的胀紧模块，方便对不同规格的待测试件进行夹紧。
除此之外，为了能够更方便地进行调整待测试件8的夹紧空间，本方案中，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一夹紧块13和第二夹紧块23均为弧形块，多个第一夹紧块13及多个第二夹紧块23合围后的外周侧轮廓为与胀紧套内圈轮廓相适应的圆形，通过该结构形式，能够更好地令夹紧块与胀紧模块的内圈配合，同时提高接触面，增加夹持可靠性。
另外，对于不同截面形状的待测试件8，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案多个第一夹紧块13合围后形成的第一夹紧区131及多个第二夹紧块23合围后形成的第二夹紧区231为矩形或圆形，除此之外，还可以为其他与待测试件8相适应的轮廓。
由于第一连接块11和第二连接块21在受力后，其沿相互远离方向移动，以此提供拉伸力，而为了避免第一连接块11和第二连接块21在相对运动时发生错位，提高其移动导向可靠性，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第一连接块11接近第二连接块21的端面上设有上下相对的一对第一凸块16，所述第二连接块21接近第一连接块11的端面上对应第一凸块16设有上下相对的一对第二凸块26，且第一连接块11和第二连接块21相对接触时，第一凸块16与第二凸块26侧壁相贴，即，一对第一凸块16与一对第二凸块26之间互为滑动导向。
在支座和连接组件的实施结构形式上，本方案所述第一支座3为一端封闭的筒状结构，其封闭端两侧设有位置相对的第一连接部31；所述第一连接组件4包括第一连杆41和第二连杆42，其中，所述第一连杆41和第二连杆42的一端转动连接在一对第一连接部31之间，所述第一连接块11的一端设有第二连接部14，所述第二连接块21的一端设有第三连接部24，所述第一连杆41的另一端与第二连接部14转动连接，所述第二连杆42的另一端与第三连接部24转动连接。
本方案所述第二支座5为板状结构，其一端面两侧设有位置相对的第四连接部51；所述第二连接组件6包括第三连杆61和第四连杆62，其中，所述第三连杆61和第四连杆62的一端转动连接在一对第四连接部51之间，所述第一连接块11的另一端设有第五连接部15，所述第二连接块21的另一端设有第六连接部25，所述第三连杆61的另一端与第五连接部15转动连接，所述第四连杆62的另一端与第六连接部25转动连接。
本方案通过连杆的方式来组成连接组件，能够为第一支座3、第二支座5与第一夹紧组件1、第二夹紧组件2的连接提供灵活可靠的力传递，同时，连接作为灵活可动部件，其调节方便，安装方便，能够大大方便实验装置的现场组装或维护或工厂预装配。
为了提高连接组件的连接可靠性，为支座与连接块提供稳定的传动力，本方案中，作为一种较优的实施选择，优选的，本方案所述第二连杆42和第四连杆62的数量均为一对，所述第一连杆41的一端位于一对第二连杆42的一端之间，所述第三连杆61的一端位于一对第四连杆62的一端之间；所述第二连接部14的数量为一对且相对设置，所述第一连杆41的另一端转动连接在一对第二连接部14之间，所述第二连杆42的另一端转动连接在所述第三连接部24的两侧。本方案所述第五连接部15的数量为一对且相对设置，所述第三连杆61的另一端转动连接在一对第五连接部15之间，所述第四连杆62的另一端转动连接在所述第六连接部25的两侧。
其中，所述第一连杆41、第二连杆42、第三连杆61和第四连杆62均为通过圆柱销7与对应的第一连接部31、第二连接部14、第三连接部24、第四连接部51、第五连接部15、第六连接部25转动连接；而为了提高圆柱销7的连接可靠性，本方案还可以通过在连接部上对应开设连接孔，然后通过穿置固定杆71来将圆柱销7固定在对应的连接部上，防止连杆在围绕圆柱销7转动时，发生圆柱销7脱出或明显移位的异常状况。
本方案第四连接部51可以与第二支座5采用分体式结构，通过螺栓将第四连接部51可拆卸固定安装在第二支座5上，也可以是焊接或其他形式。
基于上述，本实施方案装置还可以用于单材料或双材料构件抗拉测试系统中，所述系统包括前述所述的抗拉强度测试装置，其还包括至少一个施力单元9，所述施力单元9用于主动输出作用力且其连接有用于采集作用力大小的测力单元。
其中，所述抗拉强度测试装置的第一支座3、第二支座5均连接或之一连接施力单元9，由施力单元9提供所述第一支座3和所述第二支座5沿相互接近方向相对移动的动力；当所述第一支座3、第二支座5之一连接有施力单元9时，另一连接有用于限制第一支座3或第二支座5沿施力单元9作用力方向移动的支撑单元10；另外，所述待测试件8为单材料或双材料构件。
对于施力单元9的其中举例，当本方案的测试装置装载于霍普金森压杆系统时，可以通过将第一支座3与霍普金森压杆系统的入射杆进行配合安装，而第一支座3的筒状结构配合其上的螺栓孔32可以在第一支座3套接在入射杆上时，对其进行进一步锁紧固定；而第二支座5可以与霍普金森压杆系统的透射杆进行配合，即，以透射杆作为支撑单元10，继而由霍普金森压杆系统的撞击杆对入射杆施加作用力后，传递给测试装置。但本方案测试装置所配合的施力单元9并不局限于此，其可以是其他可以提供主动作用力和支撑力的装置，而在作用力的计量上，可以采用现有的测力装置进行辅助获取相关作用力数据，在此不对其进行赘述。
结合图在图1至图12所示的基础上，进一步结合图13所示，抗拉强度测试装置在受到施力单元9作用时，可以通过连杆(第一、第二、第三、第四连杆)的角度以及冲击力或静压力(施力单元9作用，可以通过测力装置进行获取)的大小，来计算试件水平拉力。
结合图13可知，当力F传到第一支座3和第一连接组件4时，F分解为F1，F2。到第一连接组件4的第一连杆41、第二连杆42时，根据这两杆的夹角的正弦和余弦函数值，又可以分解得到水平力F1h，该水平力即为试件拉力对应的计算公式如下：
F1h＝F1×cos∠2；
而对应的待测试件所受的拉力可以通过如下公式计算：
Fh＝2×F1h。
本方案中，待测试件的结构形式可以为多种，图14示出了4种试件的实施结构，其中(a)、(c)为单材料试件，(b)、(d)为双材料试件。
以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗拉强度测试装置，用于待测试件的装载固定，其特征在于，其包括：
第一夹紧组件，用于夹紧固定待测试件的一端；
第二夹紧组件，与第一夹紧组件相对设置，且用于夹紧固定待测试件的另一端；
第一支座，通过第一连接组件分别与第一夹紧组件、第二夹紧组件的一端连接；
第二支座，通过第二连接组件分别与第一夹紧组件、第二夹紧组件的另一端连接；
其中，所述第一支座和所述第二支座可沿相互接近方向相对移动，使所述第一支座连接的第一连接组件和第二支座连接的第二连接组件分别带动第一夹紧组件、第二夹紧组件沿相互远离方向移动，令被夹持在第一夹紧组件、第二夹紧组件上的待测试件受拉力作用；
另外，所述第一支座、第二支座均用于连接或之一用于连接外部用于产生作用力的施力单元，当所述第一支座、第二支座之一连接有施力单元时，另一连接有用于限制第一支座或第二支座沿施力单元作用力方向移动的支撑单元。
2.如权利要求1所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第一夹紧组件包括：
第一连接块，其中部设有第一贯穿孔；
第一胀紧模块，设置在第一贯穿孔内，其中部形成有第一胀紧区；
第一夹紧块，数量为多个且呈环形阵列布设在第一胀紧区内，多个第一夹紧块之间合围形成待测试件一端轮廓相适应的第一夹紧区，多个第一夹紧块接近第一胀紧模块的侧壁与第一胀紧模块相贴，由第一胀紧模块带动多个第一夹紧块相互合拢，将待测试件夹紧在第一夹紧区中。
3.如权利要求2所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第二夹紧组件包括：
第二连接块，其中部设有第二贯穿孔，且第二连接块对应第二贯穿孔贯穿的其中一端面与第一连接块对应第一贯穿孔贯穿的其中一端面相对；
第二胀紧模块，设置在第二贯穿孔内，其中部形成有第二胀紧区；
第二夹紧块，数量为多个且呈环形阵列布设在第二胀紧区内，多个第二夹紧块之间合围形成待测试件另一端轮廓相适应的第二夹紧区，多个第二夹紧块接近第二胀紧模块的侧壁与第二胀紧模块相贴，由第二胀紧模块带动多个第二夹紧块相互合拢，将待测试件夹紧在第二夹紧区中。
4.如权利要求3所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第一胀紧模块、第二胀紧模块均为胀紧套。
5.如权利要求4所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第一夹紧块和第二夹紧块均为弧形块，多个第一夹紧块及多个第二夹紧块合围后的外周侧轮廓为与胀紧套内圈轮廓相适应的圆形。
6.如权利要求5所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，多个第一夹紧块合围后形成的第一夹紧区及多个第二夹紧块合围后形成的第二夹紧区为矩形或圆形。
7.如权利要求3至6之一所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第一连接块接近第二连接块的端面上设有上下相对的一对第一凸块，所述第二连接块接近第一连接块的端面上对应第一凸块设有上下相对的一对第二凸块，且第一连接块和第二连接块相对接触时，第一凸块与第二凸块侧壁相贴。
8.如权利要求3所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第一支座为一端封闭的筒状结构，其封闭端两侧设有位置相对的第一连接部；
所述第一连接组件包括第一连杆和第二连杆，其中，所述第一连杆和第二连杆的一端转动连接在一对第一连接部之间，所述第一连接块的一端设有第二连接部，所述第二连接块的一端设有第三连接部，所述第一连杆的另一端与第二连接部转动连接，所述第二连杆的另一端与第三连接部转动连接；
所述第二支座为板状结构，其一端面两侧设有位置相对的第四连接部；
所述第二连接组件包括第三连杆和第四连杆，其中，所述第三连杆和第四连杆的一端转动连接在一对第四连接部之间，所述第一连接块的另一端设有第五连接部，所述第二连接块的另一端设有第六连接部，所述第三连杆的另一端与第五连接部转动连接，所述第四连杆的另一端与第六连接部转动连接。
9.如权利要求8所述的抗拉强度测试装置，其特征在于，所述第二连杆和第四连杆的数量均为一对，所述第一连杆的一端位于一对第二连杆的一端之间，所述第三连杆的一端位于一对第四连杆的一端之间；所述第二连接部的数量为一对且相对设置，所述第一连杆的另一端转动连接在一对第二连接部之间，所述第二连杆的另一端转动连接在所述第三连接部的两侧；
所述第五连接部的数量为一对且相对设置，所述第三连杆的另一端转动连接在一对第五连接部之间，所述第四连杆的另一端转动连接在所述第六连接部的两侧；
其中，所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆均为通过圆柱销与对应的第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部、第五连接部、第六连接部转动连接。
10.一种单材料或双材料构件抗拉测试系统，其特征在于，其包括权利要求1至9之一所述的抗拉强度测试装置，其还包括至少一个施力单元，所述施力单元用于主动输出作用力且其连接有用于采集作用力大小的测力单元；
其中，所述抗拉强度测试装置的第一支座、第二支座均连接或之一连接施力单元，由施力单元提供所述第一支座和所述第二支座沿相互接近方向相对移动的动力；当所述第一支座、第二支座之一连接有施力单元时，另一连接有用于限制第一支座或第二支座沿施力单元作用力方向移动的支撑单元；
另外，所述待测试件为单材料或双材料构件。
CN202310728508.2A 2023-06-19 2023-06-19 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用 Pending CN116754374A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310728508.2A CN116754374A (zh) 2023-06-19 2023-06-19 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310728508.2A CN116754374A (zh) 2023-06-19 2023-06-19 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116754374A true CN116754374A (zh) 2023-09-15

Family

ID=87956727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310728508.2A Pending CN116754374A (zh) 2023-06-19 2023-06-19 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116754374A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108709793B (zh) 用于弯扭振动疲劳试验的加载装置及其方法
US9726657B2 (en) Pullout apparatus and system for testing of anchor bolts/bars
US10408720B1 (en) Testing apparatus for determining tensile strength of soft rock and soil
CN103487315A (zh) 一种材料力学性能测试装置
JP6924367B2 (ja) コンクリート柱の亀裂に伴う鉄筋腐食の評価試験装置及び評価試験方法
CN106996900B (zh) 约束作用下的轴向拉压试验装置及其试验方法
CN109187229B (zh) 栓钉拉剪试验装置及试验方法
CN113155604B (zh) 一种便携多功能单柱力学性能测试机及测试方法
CN111189696A (zh) 一种钎焊接头剪切强度试验夹具和试验方法
CN107179242B (zh) 一种简易手动真三轴仪
CN208109602U (zh) 双轴拉伸力学性能测试仪器及原位微观力学性能测试设备
CN116754374A (zh) 抗拉强度测试装置及其在单材料或双材料构件中的应用
EP3746761B1 (en) Tensile text fixture for quick testing of materials with low transverse strength
CN110044738B (zh) 焊缝多轴应力可控施加的疲劳试验装置及其应用方法
CN210269445U (zh) 多维加载综合试验系统
CN112345340A (zh) 一种用于圆柱形岩石试样的可控角度裂隙面生成装置
JP2014006252A (ja) フィレット接合部を試験するためのシステム及び方法
CN108267372A (zh) 双轴拉伸力学性能测试仪器及原位微观力学性能测试设备
CN111948077A (zh) 一种高温高压复合微动磨损试验装置
KR20100074614A (ko) 편심제어형 인장시험장치
CN219391606U (zh) 材料拉伸力学试验设备
CN201600318U (zh) 测力治具
CN206740534U (zh) 约束作用下的轴向拉压试验装置
CN115639086A (zh) 一种钢梁受扭性能的测试方法
CN108106933A (zh) 建材抗压强度的斜压检测夹具及斜压检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination