CN118032513B - 建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，涉及力学性能检测技术领域，包括底板和支撑框架，所述支撑框架的一侧设置有平移机构和移动夹具，支撑框架的另一侧设置有固定夹具，移动夹具和固定夹具相平行，移动夹具可拆卸式固定于平移机构上，所述移动夹具和固定夹具之间设置有一对千斤顶，千斤顶对称设置于支撑框架中轴线的两侧，所述支撑框架上固定有红外线测距传感器，底板上固定有油泵和上位机，所述油泵的送油嘴上固定有压力传感器。该装置所提供的拉伸荷载在碳纤维布发生破坏的范围内，能够在碳纤维布发生拉伸破坏的过程中，采集多个不同的拉伸荷载下碳纤维布发生形变值，从而获取多个荷载‑形变的样本点。
Description
技术领域
本发明涉及力学检测技术领域，具体涉及一种建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置。
背景技术
碳纤维布作为一种轻质高强度材料，在各个领域中应用广泛，尤其是在建筑加固领域得到充分的应用。碳纤维布的抗拉强度标准是评估其性能和质量的关键指标之一，碳纤维布抗拉强度标准是指对碳纤维布在受力状态下的抵抗拉伸破坏能力进行的评估。
当前碳纤维布的抗拉强度检测的工具采用的是混凝土块以及钢材等高强度、高弹性模量的拉压试验机，这些拉压试验机能够提供远远超过碳纤维布拉伸破坏所施加的荷载，采用该拉压试验机对碳纤维布进行拉伸试验时，液压缸在较短的行程内即可提供极大的拉压荷载使得碳纤维布发生拉伸破坏，导致碳纤维布的采样点过少，获得的碳纤维布应力应变曲线图无法充分体现碳纤维布的应力应变特征；同时，当前使用的拉压试验机为了获得大吨位的施加荷载，液压缸管径较粗，增加了装置的整体负重，不方便在施工现场进行碳纤维布的拉伸力学性能试验，且安装也极为不便；碳纤维布在拉伸过程中，施加的拉伸力若偏心将会导致碳纤维布发生旋扭而影响拉伸试验的结果，因此，如何保证拉伸线荷载所处平面与碳纤维布的平面重合且中轴线共轴也是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，该装置专为碳纤维布的力学性能检测所用，液压千斤顶所提供的拉伸荷载在碳纤维布发生破坏的范围内，能够在碳纤维布发生拉伸破坏的过程中，采集多个不同的拉伸荷载下碳纤维布发生形变值，从而获取多个荷载-形变的样本点，而依据该荷载-形变曲线图可获取更为细腻的应力-应变曲线图；该装置的施加荷载范围相对减小，可减轻装置的自身重量而便于拆卸、组装和运输而在施工现场进行力学性能检测；该装置所提供的轴向拉伸线荷载与碳纤维布的拉伸平面重合且两侧的中轴线共轴，确保碳纤维布的轴向拉伸而保证碳纤维布的拉伸强度力学性能检测结果的准确性。
为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现的：
建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，包括底板和支撑框架，支撑框架可拆式固定于底板上，所述支撑框架的一侧设置有平移机构和移动夹具，支撑框架的另一侧设置有固定夹具，移动夹具和固定夹具相平行，移动夹具可拆卸式固定于平移机构上，平移机构可沿支撑框架的内侧平行于固定夹具滑动，所述移动夹具和固定夹具之间设置有一对千斤顶，千斤顶对称设置于支撑框架中轴线的两侧，所述支撑框架上固定有红外线测距传感器，所述平移机构上固定有红外反射板，底板上固定有油泵和上位机，所述油泵与一对千斤顶连接，油泵的送油嘴上固定有压力传感器，所述压力传感器和红外线测距传感器均与上位机连接。
进一步的，所述平移机构与支撑框架之间设置有滑动导轨，滑动导轨对称设置于支撑框架的两侧，滑动导轨穿过平移机构和移动夹具，移动夹具在千斤顶的推动下推动平移机构，移动夹具和平移机构将沿滑动导轨向远离固定夹具的方向平行移动。
进一步的，所述支撑框架的一侧开有滑槽，所述平移机构的两侧可沿滑槽滑动，所述支撑框架的另一侧开有微调槽，所述固定夹具可在微调槽中滑动并通过锁定螺母固定于支撑框架上。
进一步的，所述平移机构包括一侧开口的矩形框，矩形框的横向连接板上开有与滑动导轨相适应的滑动通孔，矩形框的两侧平移板上开有U型卡槽，U型卡槽的两侧翼板上开有锁定通孔，矩形框的两个平移板的外侧固定有滑块，滑块卡入滑槽中并可在滑槽中滑动。
进一步的，所述移动夹具呈T字型结构，包括端承板，所述端承板的一侧固定有一对夹紧调节板，夹紧调节板之间设置有夹板，夹板设置于夹紧调节板之间，所述夹紧调节板上螺纹连接有夹紧调节螺杆，旋扭夹紧调节螺杆以调节夹板的夹持力，所述端承板的两端固定有卡块，所述卡块上开有螺纹孔，卡块可卡入平移板的U型卡槽中并通过锁定螺栓固定于平移板上，所述端承板的两侧对称开有滑动通孔和千斤顶定位螺纹孔，滑动导轨穿过滑动通孔，固定螺栓可穿过千斤顶定位螺纹孔并于千斤顶螺纹连接。
进一步的，所述固定夹具包括夹持机构和夹具支座，所述夹持机构与夹具支座可拆式连接，夹持机构与移动夹具的结构相同，夹持机构的端承板上对称开有连接螺纹孔和千斤顶定位螺纹孔，所述夹具支座的两端固定有微调滑块，微调滑块插入微调槽中，所述微调滑块的顶部固定有滑动螺纹杆，滑动螺纹杆从支撑框架顶部的滑动锁定槽中伸出并通过锁定螺母固定于支撑框架上，所述夹具支座上对称开有连接螺纹孔和千斤顶定位螺纹孔。
进一步的，所述夹紧调节板的内壁上开有止转凹槽，夹板的外侧固定有止转凸条，止转凸条卡入止转凹槽中，一对所述夹紧调节螺杆对称设置于止转凹槽的两侧且与夹具调节板螺纹连接，所述夹板的内表面上设置有磨砂夹持面。
本发明的有益效果如下：该装置专为碳纤维布的力学性能检测所用，液压千斤顶所提供的拉伸荷载在碳纤维布发生破坏的范围内，能够在碳纤维布发生拉伸破坏的过程中，采集多个不同的拉伸荷载下碳纤维布发生形变值，从而获取多个荷载-形变的样本点，而依据该荷载-形变曲线图可获取更为细腻的应力-应变曲线图；该装置的施加荷载范围相对减小，可减轻装置的自身重量而便于拆卸、组装和运输而在施工现场进行力学性能检测；该装置利用两个对称于碳纤维布中轴线两侧的千斤顶提供拉伸力，利用矩形框来固定移动夹具并可在拉伸荷载下发生平行移动，保证移动夹具能够提供平行于固定夹具的拉伸线荷载，所提供的轴向拉伸线荷载与碳纤维布的拉伸平面重合且两侧的中轴线共轴，确保碳纤维布的轴向拉伸而保证碳纤维布的拉伸强度力学性能检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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是建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置的装配结构示意图；
图2是所述支撑框架的装配结构示意图；
图3是所述支撑框架的平面结构示意图
图4是所述平移机构与移动夹具的拆分结构示意图；
图5是所述移动夹具的组成结构示意图；
图6是所述固定夹具与夹具支座的拆分结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-底板，2-支撑框架，3-平移机构，4-移动夹具，5-固定夹具，6-千斤顶，7-红外线测距传感器，8-红外反射板，9-油泵，10-压力传感器，11-上位机，12-边侧板，13-滑槽，14-微调槽，15-滑动导轨，16-夹具支座，17-夹持机构，18-滑动锁定槽，31-U型卡槽，32-锁定通孔，33-滑动通孔，34-滑块，41-端承板，42-夹紧调节板，43-夹板，44-夹紧调节螺杆，45-卡块，46-螺纹孔，47-千斤顶定位螺纹孔，61-垫块，121-安装底座，161-微调滑块，162-滑动螺纹杆，163-连接螺纹孔，421-夹槽，422-止转凹槽，431-止转凸条，432-磨砂夹持面，
具体实施方式
下面将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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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1-3所示，建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，包括底板1和支撑框架2，支撑框架的外侧固定有安装底座121，安装底座通过固定于底板上的地脚螺栓固定于底板上，所述支撑框架的一侧设置有平移机构3和移动夹具4，支撑框架的另一侧设置有固定夹具，移动夹具和固定夹具相平行，移动夹具可拆卸式固定于平移机构3上，平移机构可沿支撑框架的内侧平行于固定夹具滑动，所述移动夹具和固定夹具之间设置有一对千斤顶6，千斤顶与移动夹具之间设置有垫块61，千斤顶对称设置于支撑框架中轴线的两侧，所述支撑框架上固定有红外线测距传感器7，所述平移机构上固定有红外反射板8，底板上固定有油泵9和上位机11，所述油泵的送油嘴通过四通与千斤顶和压力传感器10连接，油泵的回油嘴通过三通与千斤顶连接，所述压力传感器和红外线测距传感器均与上位机连接。
所述平移机构与支撑框架之间设置有滑动导轨15，滑动导轨对称设置于支撑框架的两侧，滑动导轨穿过平移机构和移动夹具，移动夹具在千斤顶的推动下推动平移机构，移动夹具和平移机构将沿滑动导轨向远离固定夹具的方向平行移动。
所述支撑框架的边侧板12上开有滑槽13，所述平移机构的两侧可沿滑槽滑动，所述支撑框架的另一侧开有微调槽14，所述固定夹具可在微调槽中滑动并通过锁定螺母固定于支撑框架上。
如图4所示，所述平移机构包括一侧开口的矩形框，矩形框的横向连接板上开有与滑动导轨相适应的滑动通孔33，矩形框的两侧平移板上开有U型卡槽31，U型卡槽的两侧翼板上开有锁定通孔32，矩形框的两个平移板的外侧固定有滑块34，滑块卡入滑槽中并可在滑槽中滑动；移动夹具的端承板两端固定于U型卡槽31中，平移板的两侧在支撑框架的内壁约束下只能平行前移或后退，可防止两侧千斤顶荷载施加不同步时移动夹具发生偏转的问题，从而保证移动夹具始终与固定夹具保持平行的方式移动，保证移动夹具和固定夹具的碳纤维布受力均匀。
所述移动夹具呈T字型结构，包括端承板41，所述端承板的一侧固定有一对夹紧调节板42，夹紧调节板之间设置有夹板43，夹板设置于夹紧调节板之间，所述夹紧调节板上螺纹连接有夹紧调节螺杆44，旋扭夹紧调节螺杆以调节夹板的夹持力，所述端承板的两端固定有卡块45，所述卡块上开有螺纹孔46，卡块可卡入平移板的U型卡槽中并通过锁定螺栓固定于平移板上，所述端承板的两侧对称开有滑动通孔和千斤顶定位螺纹孔47，滑动导轨穿过滑动通孔，固定螺栓可穿过千斤顶定位螺纹孔并与垫块、千斤顶螺纹连接。
如图5所示，所述夹紧调节板的内壁上开有止转凹槽422，夹板的外侧固定有止转凸条431，止转凸条卡入止转凹槽中，一对所述夹紧调节螺杆对称设置于止转凹槽的两侧且与夹具调节板螺纹连接，所述夹板的内表面上设置有磨砂夹持面432。
如图6所示，所述固定夹具包括夹持机构17和夹具支座16，所述夹持机构与夹具支座可拆式连接，夹持机构与移动夹具的结构相同，夹持机构的端承板上对称开有连接螺纹孔163和千斤顶定位螺纹孔47，所述夹具支座的两端固定有微调滑块161，微调滑块插入微调槽中，所述微调滑块的顶部固定有滑动螺纹杆162，滑动螺纹杆从支撑框架顶部的滑动锁定槽18中伸出并通过锁定螺母固定于支撑框架上，所述夹具支座上对称开有连接螺纹孔和千斤顶定位螺纹孔。
本装置的一个具体的应用为：将裁剪好的碳纤维布两端分别固定在移动夹具和固定夹具的夹块之间，拧紧夹紧调节螺杆44以将碳纤维布的两端固定于移动夹具和夹持机构上，然后将移动夹具的端承板两端固定于平移机构的U型卡槽中并用锁定螺栓进行固定，将夹持机构的端承板与夹持支座对齐并用锁定螺栓将两者连接成一个受压整体，将千斤顶的底部通过穿过固定夹具的固定螺栓进行固定，然后固定螺栓穿过移动夹具和垫块后与千斤顶的顶部螺纹连接，对固定夹具进行微调，使得碳纤维布处于绷直状态，然后使用锁定螺母将固定夹具锁定于支撑框架上，在碳纤维布装载完成后，即可使用千斤顶进行顶推，千斤顶在顶推过程中，移动夹具在平移机构的侧向约束下可保证整体平行移动的状态，防止移动夹具的两侧因千斤顶供油不同步时发生偏转导致碳纤维布轴向拉力不均匀的问题发生；在施加轴向拉力的过程中，压力传感器将千斤顶的轴向拉力实时传输至上位机，而红外线测距传感器7将采集碳纤维布在不同轴向拉力状态下的形变值并传输至上位机中，利用上位机绘制碳纤维布的荷载-形变曲线图和应力-应变图，从而完成碳纤维布的轴向拉伸力学性能检测，该装置的结构便于拆装和运输，方便在施工现场进行碳纤维布的力学性能检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
Claims (7)
1.建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，包括底板和支撑框架，支撑框架可拆式固定于底板上，其特征在于，所述支撑框架的一侧设置有平移机构和移动夹具，支撑框架的另一侧设置有固定夹具，移动夹具和固定夹具相平行，移动夹具可拆卸式固定于平移机构上，平移机构可沿支撑框架的内侧平行于固定夹具滑动，所述移动夹具和固定夹具之间设置有一对千斤顶，千斤顶对称设置于支撑框架中轴线的两侧，所述支撑框架上固定有红外线测距传感器，所述平移机构上固定有红外反射板，底板上固定有油泵和上位机，所述油泵与一对千斤顶连接，油泵的送油嘴上固定有压力传感器，所述压力传感器和红外线测距传感器均与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述平移机构与支撑框架之间设置有滑动导轨，滑动导轨对称设置于支撑框架的两侧，滑动导轨穿过平移机构和移动夹具，移动夹具在千斤顶的推动下推动平移机构，移动夹具和平移机构将沿滑动导轨向远离固定夹具的方向平行移动。
3.根据权利要求2所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述支撑框架的一侧开有滑槽，所述平移机构的两侧可沿滑槽滑动，所述支撑框架的另一侧开有微调槽，所述固定夹具可在微调槽中滑动并通过锁定螺母固定于支撑框架上。
4.根据权利要求2所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述平移机构包括一侧开口的矩形框，矩形框的横向连接板上开有与滑动导轨相适应的滑动通孔，矩形框的两侧平移板上开有U型卡槽，U型卡槽的两侧翼板上开有锁定通孔，矩形框的两个平移板的外侧固定有滑块，滑块卡入滑槽中并可在滑槽中滑动。
5.根据权利要求4所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述移动夹具呈T字型结构，包括端承板，所述端承板的一侧固定有一对夹紧调节板，夹紧调节板之间设置有夹板，夹板设置于夹紧调节板之间，所述夹紧调节板上螺纹连接有夹紧调节螺杆，旋扭夹紧调节螺杆以调节夹板的夹持力，所述端承板的两端固定有卡块，所述卡块上开有螺纹孔，卡块可卡入平移板的U型卡槽中并通过锁定螺栓固定于平移板上，所述端承板的两侧对称开有滑动通孔和千斤顶定位螺纹孔，滑动导轨穿过滑动通孔，固定螺栓可穿过千斤顶定位螺纹孔并于千斤顶螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述固定夹具包括夹持机构和夹具支座，所述夹持机构与夹具支座可拆式连接，夹持机构与移动夹具的结构相同，夹持机构的端承板上对称开有连接螺纹孔和千斤顶定位螺纹孔，所述夹具支座的两端固定有微调滑块，微调滑块插入微调槽中，所述微调滑块的顶部固定有滑动螺纹杆，滑动螺纹杆从支撑框架顶部的滑动锁定槽中伸出并通过锁定螺母固定于支撑框架上，所述夹具支座上对称开有连接螺纹孔和千斤顶定位螺纹孔。
7.根据权利要求6所述的建筑构件加固用碳纤维布的力学性能检测装置，其特征在于，所述夹紧调节板的内壁上开有止转凹槽，夹板的外侧固定有止转凸条，止转凸条卡入止转凹槽中，一对所述夹紧调节螺杆对称设置于止转凹槽的两侧且与夹具调节板螺纹连接，所述夹板的内表面上设置有磨砂夹持面。
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