CN205103089U - 用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，适用于I、III及复合型断裂。本实用新型包括底座，底座上设有呈对称设置的左支座、右支座，左支座、右支座均滑动连接地设于底座上，且底座在两者的滑动方向上设有长度刻度线，左支座与底座之间、右支座与底座之间均设有锁紧装置。左支座、右支座可在底座上滑动并准确定位，可较方便地应用于不同加载跨径的试验。另外，本实用新型还进一步设有角度控制机构，可准确设置支座与预制裂纹成特定夹角，使得使用更方便，进一步保证了试验结果的准确性。

Description

用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，适用于I、III及复合型断裂，属于断裂力学试验装置技术领域。

背景技术

断裂力学将裂纹按受力特性主要分为张开型(I型)、滑移型(II型)、撕裂型(III型)。I型与II型断裂研究较多且比较成熟；但是III型断裂由于试件较难实现平面外撕裂，以至于研究较少。国外学者于2015年提出一种新型边裂纹圆盘弯曲试件，该试件通过改变加载支座的跨径以及裂纹与加载支座之间夹角可实现I、III及复合型断裂，这是一般试件难以做到的，其断裂韧度计算公式为：

$K_I=\frac{6PS\sqrt{\mathrm{\π}a}}{{\mathrm{RB}}^2}{Y}_I(a/B,S/R,\mathrm{\β})---\left(1\right)$

$K_{III}=\frac{6PS\sqrt{\mathrm{\π}a}}{{\mathrm{RB}}^2}{Y}_{III}(a/B,S/R,\mathrm{\β})---\left(2\right)$

式中：K_Ι为张开型应力强度因子，K_ΙΙΙ为撕裂型应力强度因子，R为试样半径，B为试样厚度，P为试样临界破坏时的荷载，a为预制裂纹深度，S为支座跨径的一半，Y_I和Y_III为无因次应力强度因子，是a/B、S/R及夹角β的函数，β为裂纹方向与支座之间夹角。

现有技术中，为得到特定的加载跨径以及使裂纹与加载支座达到一定的角度，一般通过以下几个步骤完成：(1)加工特定跨径的支座；(2)用直尺找到圆盘试件裂纹中心；(3)量角器测量一定角度并画出；(4)将试件置于加载支座上，并使裂纹与支座成量角器测出的角度；(5)压力机实行加压。现有技术遇到不同跨径的支座时需要每次特别制作，浪费了时间与精力。而且在使支座与裂纹成特定夹角时，需要用直尺寻找裂纹中心，并使用量角器手画角度，由于手工的误差及直尺与量角器本身的误差，导致了夹角的不准确，这对试验的结果将产生较大的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，使用方便，且可保证试验结果的准确性。

为解决上述技术问题本实用新型所采用的技术方案是：用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，包括底座，底座上设有呈对称设置的左支座、右支座，左支座、右支座均滑动连接地设于底座上，且底座在两者的滑动方向上设有长度刻度线，左支座与底座之间、右支座与底座之间均设有锁紧装置。

进一步的是：底座内设有滑槽，左支座、右支座均设有与滑槽相适配的滑块。

进一步的是：锁紧装置包括与滑块固定连接的螺纹杆，螺纹杆从底座的侧面伸出，且螺纹杆配合设有螺帽。

进一步的是：锁紧装置包括设于底座侧面的螺纹孔，螺纹孔配合设有紧固螺钉。

进一步的是：底座中部沿竖直方向设有定位孔，且使得滑槽以定位孔为中心呈对称设置，滑槽在定位孔的两侧分别设有长度刻度线，定位孔转动连接地设有旋子，旋子顶端固定连接地设有竖直设置的连接片，连接片顶端位置高于左支座顶端位置，定位孔的端面设有角度刻度线。

本实用新型的有益效果是：左支座、右支座可在底座上滑动并准确定位，可较方便地应用于不同加载跨径的试验。另外，本实用新型还进一步设有角度控制机构，可准确设置支座与预制裂纹成特定夹角，使得使用更方便，进一步保证了试验结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型的俯视图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型的侧视图；

图中零部件、部位及编号：1-底座、11-定位孔、12-角度刻度线、2-左支座、3-右支座、4-长度刻度线、51-螺纹杆、52-螺帽、6-滑槽、7-滑块、8-旋子、9-连接片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1～图3所示，本实用新型包括底座1，底座1上设有呈对称设置的左支座2、右支座3，左支座2、右支座3均滑动连接地设于底座1上，且底座1在两者的滑动方向上设有长度刻度线4，左支座2与底座1之间、右支座3与底座1之间均设有锁紧装置。

具体地，滑动连接的方式有很多种，例如滑轨与滑轨卡座相配合、滑轨与滑轮相配合、滑轨与滑槽相配合、滑槽与滑块相配合等，本实施例中采用的是滑槽与滑块相配合的方式，在底座1内设有滑槽6，左支座2、右支座3均设有与滑槽6相适配的滑块7，相应地，长度刻度线4优选设置于滑槽6两侧。而对于锁紧装置，包括与滑块7固定连接的螺纹杆51，螺纹杆51从底座1的侧面伸出，且螺纹杆51配合设有螺帽52。当支座需要滑动时，旋松螺帽52即可，将支座滑动到工作位置后，旋紧螺帽52，防止支座在实验过程中受力滑动。采用该结构，螺纹杆51与滑块7固定连接，螺纹杆51会随着滑块7滑动，因而滑槽6形状应与螺纹杆51与滑块7连接后的整体形状相适配。锁紧装置的结构还可以为，包括设于底座1侧面的螺纹孔，螺纹孔配合设有紧固螺钉，通过紧固螺钉作用于滑块7侧面来实现对支座的紧固，为使得加载跨径的应用范围较广，且结构较为稳固，可通过延长滑块7的长度，再配合滑动方向上的多个紧固螺钉实现。本实用新型的锁紧装置优选前一种结构，为使结构更稳固，还优选在滑动方向的两侧同时设置锁紧装置。

作为对本实用新型的改进，底座1中部沿竖直方向设有定位孔11，且使得滑槽6以定位孔11为中心呈对称设置，滑槽6在定位孔11的两侧分别设有长度刻度线4，定位孔11转动连接地设有旋子8，旋子8顶端固定连接地设有竖直设置的连接片9，连接片9顶端位置高于左支座2顶端位置，定位孔11的端面设有角度刻度线12。实施时，先将左支座2、右支座3定位，然后将连接片9的安装角度通过旋动旋子8调节，再将试件置于左支座2、右支座3上，并使得连接片9的顶端与试件底部的预制裂缝相连接，然后即可通过压力机实行加压试验。可较方便地应用于不同加载跨径的试验，同时可准确设置支座与预制裂纹成特定夹角，使得使用更方便，进一步保证了试验结果的准确性。具体地，连接片9优选采用钢片，连接片9与旋子8的连接可通过螺栓连接，也可以是粘接或者铆接或焊接等。角度刻度线12、长度刻度线4可根据测量精度设置最小刻度。角度刻度线12可设置于定位孔11的上端面或下端面，为方便观测及预设角度，通常设置于定位孔11的上端面，另外，测量角度时，可直接通过观测连接片9的相对位置得到，也可另设指针。

Claims (5)

1.用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，包括底座(1)，底座(1)上设有呈对称设置的左支座(2)、右支座(3)，其特征在于：左支座(2)、右支座(3)均滑动连接地设于底座(1)上，且底座(1)在两者的滑动方向上设有长度刻度线(4)，左支座(2)与底座(1)之间、右支座(3)与底座(1)之间均设有锁紧装置。

2.如权利要求1所述的用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，其特征在于：底座(1)内设有滑槽(6)，左支座(2)、右支座(3)均设有与滑槽(6)相适配的滑块(7)。

3.如权利要求2所述的用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，其特征在于：锁紧装置包括与滑块(7)固定连接的螺纹杆(51)，螺纹杆(51)从底座(1)的侧面伸出，且螺纹杆(51)配合设有螺帽(52)。

4.如权利要求2所述的用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，其特征在于：锁紧装置包括设于底座(1)侧面的螺纹孔，螺纹孔配合设有紧固螺钉。

5.如权利要求3或4所述的用于边裂纹圆盘弯曲试件断裂试验的辅助装置，其特征在于：底座(1)中部沿竖直方向设有定位孔(11)，且使得滑槽(6)以定位孔(11)为中心呈对称设置，滑槽(6)在定位孔(11)的两侧分别设有长度刻度线(4)，定位孔(11)转动连接地设有旋子(8)，旋子(8)顶端固定连接地设有竖直设置的连接片(9)，连接片(9)顶端位置高于左支座(2)顶端位置，定位孔(11)的端面设有角度刻度线(12)。