CN203117041U - 波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，包括夹头本体（1），其中，夹头本体（1）的下端面构成前低后高的斜面，夹头本体（1）下方设有中夹块（2）及位于中夹块（2）一侧且间隔中夹块（2）一定距离设置的侧夹块（3），中夹块（2）和侧夹块（3）两者的上端面均构成前低后高且倾角与夹头本体（1）下端面倾角相同的斜面，中夹块（2）和侧夹块（3）两者的上端面均与夹头本体（1）下端面接触。本实用新型整体结构简单，便于实现，采用本实用新型夹持焊接波形钢腹板钢梁试验件，并在检测焊接部位的疲劳强度时能避免局部受力状态与实际情况不符及过早出现不合理疲劳破坏，进而保证正确测出焊接部位的疲劳强度。

Description

波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置

技术领域

本实用新型涉及钢结构试验领域，具体是波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置。

背景技术

焊接波形钢腹板钢梁主要由波形钢板与钢翼缘板焊接而成，由于波形钢板本身在纵向受拉变形作用下具有类似于手风琴效应的自由伸缩特点，在疲劳荷载作用下在钢翼缘板与波形钢板的焊接部位容易出现疲劳损伤，所以焊接连接的疲劳强度直接影响到波形钢腹板钢梁的耐久性，测试其焊接连接的疲劳强度对实际工程尤其重要。

现有的疲劳试验机夹头均为单一夹块的单一接触面，采用现有夹头来固定焊接波形钢腹板钢梁试验件并在检测钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度时，受波形钢板和现有夹头结构的限制，若夹头夹紧锁牢钢翼缘板的上下两端，钢翼缘板上下两端被夹持部位的受力中心不能对齐，不便于作用力的施加，并由此偏心造成局部受力状态与实际情况不符。为了保证拉伸的作用力均匀的施加在钢翼缘板上，现今检测钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度时，钢翼缘板上下两端被夹持的部位距波形钢板上下两端的端头位置就必然存在一定的距离，然而，采用现有夹紧锁牢方式，在疲劳荷载作用下在钢翼缘板与波形钢板连接的端部焊接部位容易产生应力集中，并过早发生不合理疲劳破坏，这就导致疲劳试验不能有效测出钢翼缘板与波形钢板的实际纵向焊接部位的疲劳强度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决采用现有夹头来夹持焊接波形钢腹板钢梁试验件并在检测钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度时易造成局部受力状态与实际情况不符及过早出现不合理的疲劳破坏的问题，提供了一种波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其应用于疲劳试验机上来夹持焊接波形钢腹板钢梁试验件并在检测钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度时能更好的反映实际受力状态并避免过早出现不合理的疲劳破坏，进而保证正确测出钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，包括夹头本体，所述夹头本体的下端面构成前低后高的斜面，夹头本体下方设有中夹块及位于中夹块一侧且间隔中夹块一定距离设置的侧夹块，中夹块和侧夹块两者的上端面均构成前低后高且倾角与夹头本体下端面倾角相同的斜面，中夹块和侧夹块两者的上端面均与夹头本体下端面接触。本实用新型中夹头本体下端面、中夹块上端面及侧夹块上端面均构成前低后高的斜面，具体指三者前端的水平高度低于后端的水平高度。本实用新型应用于疲劳试验机上时，所需本实用新型的夹头的数量为四个，疲劳试验机的上、下夹持系统分别连接本实用新型的数量为两个，上夹持系统中的两个夹头相对设置，下夹持系统中的两个夹头也相对设置，上夹持系统中两个夹头的夹头本体斜面之间区域的纵向截面为上宽下窄的等腰梯形状，下夹持系统中两个夹头的夹头本体斜面之间区域的纵向截面为下宽上窄的等腰梯形状，如此，上、下夹持系统构成自锁系统。在本实用新型应用时，波形钢板的平直段放入上、下夹持系统同一侧夹头的中夹块与侧夹块之间的区域，波形钢腹板钢梁试验件中作为钢翼缘板试件的试验件基板上端由上夹持系统连接的两个夹头夹紧锁牢，试验件基板下端由下夹持系统连接的两个夹头夹紧锁牢，波形钢腹板钢梁试验件的波形钢板上端平直段放入上夹持系统连接的两个夹头中任意一个夹头的中夹块与侧夹块之间的区域，波形钢板下端平直段放入下夹持系统中一个夹头的中夹块与侧夹块之间的区域，其中，上、下夹持系统容置波形钢板的夹头位于试验件基板的同一侧。疲劳试验机工作时上、下夹持系统拉动试验件基板，由于波形钢板具有手风琴效应，抗拉承载能力几乎为零，本实用新型通过夹持试验件基板后拉动试验件基板，加载在试验件基板上试验力能较好的实现对弯矩产生的波形钢腹板钢梁翼缘等效拉应力的模拟，进而能保证检测钢翼缘板与波形钢板的焊接部位的疲劳强度正常进行。

作为优选，所述侧夹块的数量为两块，两块侧夹块分别分布于中夹块的左右两侧。因试验件基板板边距试验件基板与波形钢板焊接部位存在一定的间距，本实用新型通过将侧夹块的数量设置为两块，这不仅能加强对试验件基板的固定，而且能进一步保证加载力在试验件基板上均匀的施加。

为了增加本实用新型结构的整体性，作为优选，所述中夹块与两块侧夹块中的任意一块侧夹块通过横向螺栓连接。

所述夹头本体下端面的中央部位下凸构成有凸块，该凸块的下端面构成前低后高且倾角与中夹块上端面倾角相同的斜面，所述中夹块上端面与该凸块的下端面接触，两块侧夹块均通过螺栓连接在该凸块上。

为了保证本实用新型结构的匀称，作为优选，所述中夹块的中心线与夹头本体的中心线重合，两块侧夹块沿夹头本体的中心线对称分布。

为了便于将本实用新型的夹头连接在疲劳试验机的上、下夹持系统上，作为优选，所述夹头本体的上端连接有压头连接杆，所述压头连接杆的上端设有外螺纹。如此，本实用新型应用时可通过螺纹匹配的方式连接在疲劳试验机上，便于安装和拆卸。

为了增强中夹块和侧夹块与试验件基板的初始咬合，作为优选，所述中夹块和侧夹块两者的下端面均构成有凸纹。 

作为优选，所述夹头本体下端面、中夹块上端面及侧夹块上端面三者的倾角均为20°。其中，夹头本体下端面、中夹块上端面及侧夹块上端面三者的倾角均为三者与水平面的夹角。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）因波形钢板本身对沿受拉纵向的变形贡献较小，加载在试验件基板上的试验力能较好的实现对弯矩产生的梁翼缘等效拉应力的模拟，本实用新型应用于疲劳试验机上时，波形钢板上下端的平直段位于夹头的中夹块和侧夹块之间的区域，试验件基板的上下两端均通过两个夹头固定，即试验件基板上下两端被夹紧锁牢的部位分别位于试验件基板上下两端的端头位置，上下端的中夹块和侧夹块受力中心对齐，如此，试件能被有效夹持并保证试验件基板受拉应力能较均匀的分布，同时波形钢板能在纵向连续而不在夹持端外部中断，从而有效的避免了波形钢板端部与翼缘基板连接的端焊缝处在夹持端外部形成疲劳薄弱部位，进而能避免检测疲劳强度时局部受力状态与实际情况不符及过早出现不合理的疲劳破坏，通过本实用新型对焊接波形钢腹板钢梁进行固定，能可靠地实现模拟焊接波形钢腹板梁在翼缘受拉状态的拉伸疲劳加载。

（2）本实用新型的中夹块、侧夹块及夹头本体均为独立结构，如此，便于针对不同夹持试件的厚度和波形高度对中夹块和侧夹块进行更换，使本实用新型应用更加广泛，且在中夹块和侧夹块出现磨损时，也便于对中夹块和侧夹块进行更换。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为焊接波形钢腹板试验件的结构示意图；

图3为本实用新型应用于疲劳试验机并夹持试验件时的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、夹头本体，2、中夹块，3、侧夹块，4、横向螺栓，5、压头连接杆，6、上夹持系统，7、下夹持系统，8、试验件基板，9、波形钢板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，包括夹头本体1，其中，夹头本体1的下端面构成前低后高的斜面，即夹头本体1下端面前端的水平高度低于其下端面后端的水平高度。夹头本体1下方设有中夹块2和侧夹块3，侧夹块3位于中夹块2一侧且间隔中夹块2一定距离设置，中夹块2和侧夹块3两者的上端面均构成前低后高且倾角与夹头本体1下端面倾角相同的斜面，即中夹块2和侧夹块3两者的上端面均为前端水平高度低于后端水平高度的楔形结构，中夹块2和侧夹块3两者沿垂直夹头本体1的剖面均有一个剖面为直角梯形状，中夹块2和侧夹块3两者的上端面均与夹头本体1下端面接触。

如图2所示，焊接波形钢腹板钢梁的试验件包括试验件基板8及垂直试验件基板8上端面且焊接在试验件基板8上端面的波形钢板9。其中，焊接波形钢腹板钢梁的试验件为截取现有波形钢腹板钢梁中的一段，或采用波形钢腹板钢梁的等效试验件。

如图3所示，疲劳试验机的上、下夹持系统分别连接有两个本实施例的夹头，试验件基板8的上端由上夹持系统6连接的两个夹头夹紧锁牢，试验件基板8下端由下夹系统7连接的两个夹头夹紧锁牢，而波形钢板9上下两端的平直段位于中夹块2与侧夹块3之间的区域。

实施例2：

为了保证加载在试验件基板8上的作用力能均匀的施加，本实施例与实施例1的主要区别在于：本实施例中侧夹块3的数量为两块，两块侧夹块3分别分布于中夹块2的左右两侧。

实施例3：

为了提高夹头结构的整体性，本实施例在实施例2的基础上增加了以下结构：本实施例的中夹块2与两块侧夹块3中的任意一块侧夹块3通过横向螺栓4连接。

实施例4：

本实施例与实施例2或实施例3的主要区别在于：本实施例中夹头本体1下端面的中央部位下凸构成有凸块，该凸块的下端面构成前低后高且倾角与中夹块2上端面倾角相同的斜面，中夹块2上端面与该凸块的下端面接触，两块侧夹块3均通过螺栓连接在该凸块上。

实施例5：

本实施例在实施例2～4中的任意一个实施例的基础上做出了以下改进：本实施例中夹块2的中心线与夹头本体1的中心线重合，两块侧夹块3沿夹头本体1的中心线对称分布。

实施例6：

本实施例在实施例1～5中的任意一个实施例的基础上做出了以下改进：本实施例的夹头本体1的上端连接有压头连接杆5，压头连接杆5的上端设有外螺纹，如此，本实施例便于通过螺纹匹配的方式连接在疲劳试验机上。

实施例7：

本实施例在实施例1～6中的任意一个实施例的基础上做出了以下改进：为了增强中夹块2和侧夹块3与试验件基板8的初始咬合，中夹块2和侧夹块3两者的下端面均构成有凸纹，其中，凸纹类似于微齿面，以增加中夹块和侧夹块3与试验件基板8之间的接触摩擦。

实施例8：

本实施例在实施例1～7中的任意一个实施例的基础上做出了以下改进：本实施例中夹头本体1下端面、中夹块2上端面及侧夹块3上端面三者的倾角均为20°，即三者与水平面的夹角优选为20°。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：包括夹头本体（1），所述夹头本体（1）的下端面构成前低后高的斜面，夹头本体（1）下方设有中夹块（2）及位于中夹块（2）一侧且间隔中夹块（2）一定距离设置的侧夹块（3），中夹块（2）和侧夹块（3）两者的上端面均构成前低后高且倾角与夹头本体（1）下端面倾角相同的斜面，中夹块（2）和侧夹块（3）两者的上端面均与夹头本体（1）下端面接触。

2.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述侧夹块（3）的数量为两块，两块侧夹块（3）分别分布于中夹块（2）的左右两侧。

3.根据权利要求2所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述中夹块（2）与两块侧夹块（3）中的任意一块侧夹块（3）通过横向螺栓（4）连接。

4.根据权利要求2所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述夹头本体（1）下端面的中央部位下凸构成有凸块，该凸块的下端面构成前低后高且倾角与中夹块（2）上端面倾角相同的斜面，所述中夹块（2）上端面与该凸块的下端面接触，两块侧夹块（3）均通过螺栓连接在该凸块上。

5.根据权利要求2所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述中夹块（2）的中心线与夹头本体（1）的中心线重合，两块侧夹块（3）沿夹头本体（1）的中心线对称分布。

6.根据权利要求1所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述夹头本体（1）的上端连接有压头连接杆（5），所述压头连接杆（5）的上端设有外螺纹。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述中夹块（2）和侧夹块（3）两者的下端面均构成有凸纹。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的波形钢腹板钢梁疲劳强度检测用的夹头装置，其特征在于：所述夹头本体（1）下端面、中夹块（2）上端面及侧夹块（3）上端面三者的倾角均为20°。

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