CN209841540U - 一种测试受压试件纵向应变的装置 - Google Patents

Abstract

一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于其特征在于包括环向加强条带、平头螺钉、支撑螺帽、固定螺帽、托架、反射架、激光位移计、缓冲材料和数据采集仪，两条环向加强条带完全浸渍树脂胶分别环向缠绕受压试件的顶面及底面的边缘一周以上，托架和反射架皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，固定螺帽和支撑螺帽相互挤压夹紧形成激光发射装置和反射装置，数据采集仪与激光位移计相连采集数据，形成一种测试受压试件纵向应变的装置。本实用新型克服了公知的粘贴应变片测量法和普通位移计测量法的测量周期短、精度较差的问题，利用激光位移计，快速精准地测量受压试件纵向应变，保证数据的准确性。

Description

一种测试受压试件纵向应变的装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验测试装置，特别涉及到一种测试受压试件纵向应变的装置，属于土木工程领域。

背景技术

在实际工程测量中，对试件在外力作用下产生的纵向应变进行准确的测量已经成为近年来研究的重点。大量理论研究和试验结果表明，受压试件的纵向应变作为衡量材料力学性能的重要指标，对确定试件变形情况、研究受压时试件的破坏模式、应力-应变关系曲线等方面具有指导意义。因此，在试件受压过程中对其纵向应变进行长期稳定精准的测量是十分必要的。

目前，对于此类受压试件纵向应变的测量一般采用粘贴应变片法和普通位移计测量法。其中应变片测量法适用于试件受压时产生的纵向变形不大的情况，当试件受压发生破坏，试件表面出现裂缝时，应变片容易出现破损或脱离，无法测量受压期间试件全周期的纵向应变变化情况；受制于应变片自身长度，不能直接反映试件受压时有效范围的应变、变形情况；此外，应变片测量容易受外界干扰，如金属、磁电干扰，限制其测量对象的范围。

而普通位移计测量法测量精度不高，主要测量受压试件全部长度范围内的纵向应变情况，受压试件的高度受普通位移计量程限制，对于高大受压试件此方法显然不适用；研究发现受压试件在不同受压范围的变形是不均匀的，采用全部长度范围内试件纵向应变的测量结果不具有代表性，易误导对试件受压性能的研究。此外，在试件受压时，材料发生侧向膨胀，容易对普通位移计造成损伤，损坏仪器的同时干扰测量结果。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种测试受压试件纵向应变的装置，以期解决当前受压试件纵向应变测量方法存在的连续性低、精度差的缺点，采用激光位移计替代传统普通位移计，提高测量精度的同时，能方便快速地记录整个试验周期内受压试件中部不同高度范围内的纵向应变变化情况。

为此，本实用新型提供一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于包括环向加强条带、平头螺钉、支撑螺帽、固定螺帽、托架、反射架、激光位移计、缓冲材料和数据采集仪，两条环向加强条带完全浸渍树脂胶分别环向缠绕受压试件的顶面及底面的边缘一周以上，两个端头底部平整的平头螺钉分别垂直粘贴于环向加强条带上的每一对上、下对应的测点，测点连线平行于受压试件的轴线，每一个平头螺钉上设置一个支撑螺帽，四周表面包裹缓冲材料的激光位移计通过胶带缠绕固定于托架，托架和反射架皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，托架和反射架的竖直面板分别设置一个直径与平头螺钉相对应的托架固定孔和反射架固定孔，各对上、下测点的平头螺钉分别穿入托架的托架固定孔和反射架的反射架固定孔中，固定螺帽和支撑螺帽相互挤压夹紧形成激光发射装置和反射装置，数据采集仪与激光位移计相连采集数据，形成一种测试受压试件纵向应变的装置。

所述的环向加强条带为纤维增强复合材料条带或竹材纤维条带，其宽度为10mm～100mm。

所述的每一对上、下对应的测点分别设置托架、反射架，托架与反射架一一对应。

所述的树脂胶为环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

所述的托架及反射架的水平面板和竖直面板分别直接相连或通过折面、曲面的连接面相连，托架和反射架的材料为金属、复合材料、竹材、木材、PVC或塑料中的一种。

所述的胶带为布基胶带、纸基胶带、纤维胶带或PVC胶带中的一种。

所述的缓冲材料为泡沫塑料、合成橡胶、气泡卷材和可发性聚乙烯卷材的一种。

所述的受压试件的横截面为圆形、椭圆形、矩形、倒角矩形和边长大于5的多边形中的一种。

一种测试受压试件纵向应变的装置通过缠绕环向加强条带、标记测点、布置平头螺钉、加工托架和反射架、设置缓冲材料、布置激光位移计、设置激光发射装置、设置反射装置、测量并记录纵向变形，计算试件纵向应变，其具体步骤如下：

A.缠绕环向加强条带：用树脂胶将两条环向加强条带浸渍完全，分别沿受压试件的顶面及底面的边缘环向缠绕一周以上，树脂胶凝固成型待用；

B.标记测点：在受压试件的四周侧表面选择纵向应变测试区域，标记一对以上的上、下对应的测点，上、下测点设置于环向加强条带的四周表面，每一对上、下对应的测点的连线平行于受压试件的轴线，两测点间的距离记为标距L；

C.布置平头螺钉：将两个端头底部平整的平头螺钉分别垂直粘贴于每一对上、下对应的测点，并在每一个平头螺钉上旋入一个支撑螺帽；

D.加工托架和反射架：加工制作托架和反射架，每个托架和反射架皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，托架和反射架的竖直面板分别设置一个直径与平头螺钉相对应的托架固定孔和反射架固定孔；

E.设置缓冲材料：在激光位移计的四周表面包裹缓冲材料，露出激光发射面板；

F.布置激光位移计：用胶带将激光位移计缠绕固定于托架的水平面板之上，与托架形成整体；

G.设置激光发射装置：将受压试件的各对上、下测点之一的平头螺钉穿入托架的托架固定孔中，再旋紧一个固定螺帽，由固定螺帽和支撑螺帽相互挤压夹紧托架形成激光发射装置，激光位移计的激光发射面朝向试件中部；

H.设置反射装置：将受压试件各对上、下测点对应之一测点的平头螺钉穿入反射架的反射架固定孔，再旋紧一个固定螺帽，由固定螺帽和支撑螺帽相互挤压夹紧形成反射装置，多对上、下对应的测点依此步骤依次设置；

I.测量并记录纵向变形：将激光位移计与数据采集仪相连，加载测试，测量受压试件(8)加载过程中的纵向变形并记录，纵向变形量记作l；

J.计算纵向应变：利用受压试件的纵向变形量l和两测点间距离L计算受压试件纵向应变ε的大小，计算公式为

本实用新型克服了公知的粘贴应变片测量法和普通位移计测量法的测量周期短、精度较差的问题，利用激光位移计，快速精准地测量受压试件纵向应变，保证数据的准确性。具体有益效果如下：

(1)与粘贴应变片相比激光位移计可持续工作，连续测量试验期间受压试件的纵向应变，保证测量不受干扰。

(2)与普通位移计相比，激光位移计测量快速精准，且测点灵活机动，测量范围可根据需求调整。

(3)在激光位移计外部缠绕包裹缓冲材料，可保护测量装置，避免仪器损坏。

(4)受压试件上、下两端的环向加强条带不仅方便粘贴平头螺钉从而固定激光位移计，还可以加固端部，防止受压试件上、下端材料的崩裂，影响测量结果。

(5)激光发射装置和反射装置，由支撑螺帽和固定螺帽相互挤压固定于受压试件测点上的平头螺钉上，避免激光位移计在测量时的抖动，影响测量结果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为一种测试受压试件纵向应变的装置的装置的结构示意图；

图2为一种测试受压试件纵向应变的装置的装置的结构主视图；

图3为一种测试受压试件纵向应变的装置的装置的结构侧视图；

图4为一种测试受压试件纵向应变的装置中水平面板和垂直面板直接相连的托架和反射架示意图；

图5为一种测试受压试件纵向应变的装置中连接面为折面的托架和反射架示意图；

图6为一种测试受压试件纵向应变的装置中连接面为曲面的托架和反射架示意图；

图7为一种测试受压试件纵向应变的装置的实施流程图；

图8为一种测试受压试件纵向应变的装置中缠绕环向加强条带的步骤示意图；

图9为一种测试受压试件纵向应变的装置中布置平头螺钉的步骤示意图；

图10为一种测试受压试件纵向应变的装置中加工托架和反射架的步骤示意图；

图11为一种测试受压试件纵向应变的装置中设置缓冲材料的步骤示意图；

图12为一种测试受压试件纵向应变的装置中布置激光位移计的步骤示意图；

图13为一种测试受压试件纵向应变的装置中设置激光发射装置的步骤示意图；

图14为一种测试受压试件纵向应变的装置中激光发射装置的细节图；

图15为一种测试受压试件纵向应变的装置中设置反射装置的步骤示意图；

图16为一种测试受压试件纵向应变的装置中反射装置的细节图；

图17为一种测试受压试件纵向应变的装置中圆形截面受压试件测量装置示意图；

在附图中，1为环向加强条带，11为树脂胶，2为平头螺钉，31为支撑螺帽，32为固定螺帽，4为托架，41为托架固定孔，42为胶带，5为反射架，51为反射架固定孔，6为激光位移计，61为缓冲材料，7为数据采集仪，8为受压试件。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术，特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如附图所示，本实用新型提供一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于包括环向加强条带1、平头螺钉2、支撑螺帽31、固定螺帽32、托架4、反射架5、激光位移计6、缓冲材料61和数据采集仪7，两条环向加强条带1完全浸渍树脂胶11分别环向缠绕受压试件8的顶面及底面的边缘一周以上，两个端头底部平整的平头螺钉2分别垂直粘贴于环向加强条带1上的每一对上、下对应的测点，测点连线平行于受压试件8的轴线，每一个平头螺钉2上设置一个支撑螺帽31，四周表面包裹缓冲材料61的激光位移计6通过胶带42缠绕固定于托架4，托架4和反射架5皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，托架4和反射架5的竖直面板分别设置一个直径与平头螺钉2相对应的托架固定孔41和反射架固定孔51，各对上、下测点的平头螺钉2分别穿入托架4的托架固定孔41和反射架5的反射架固定孔51中，固定螺帽32和支撑螺帽31相互挤压夹紧形成激光发射装置和反射装置，数据采集仪7与激光位移计6相连采集数据，形成一种测试受压试件纵向应变的装置。

所述的环向加强条带1为纤维增强复合材料条带或竹材纤维条带，其宽度为10mm～100mm。

所述的每一对上、下对应的测点分别设置托架4、反射架5，托架4与反射架5一一对应。

所述的树脂胶11为环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

所述的托架4及反射架5的水平面板和竖直面板分别直接相连或通过折面、曲面的连接面相连，托架4和反射架5的材料为金属、复合材料、竹材、木材、PVC或塑料中的一种。

所述的胶带42为布基胶带、纸基胶带、纤维胶带或PVC胶带中的一种。

所述的缓冲材料61为泡沫塑料、合成橡胶、气泡卷材和可发性聚乙烯卷材的一种。

所述的受压试件8的横截面为圆形、椭圆形、矩形、倒角矩形和边长大于5的多边形中的一种。

一种测试受压试件纵向应变的装置通过缠绕环向加强条带1、标记测点、布置平头螺钉2、加工托架4和反射架5、设置缓冲材料61、布置激光位移计6、设置激光发射装置、设置反射装置、测量并记录纵向变形，计算试件纵向应变，其具体步骤如下：

A.缠绕环向加强条带：用树脂胶11将两条环向加强条带1浸渍完全，分别沿受压试件8的顶面及底面的边缘环向缠绕一周以上，树脂胶11凝固成型待用；

B.标记测点：在受压试件8的四周侧表面选择纵向应变测试区域，标记一对以上的上、下对应的测点，上、下测点设置于环向加强条带1的四周表面，每一对上、下对应的测点的连线平行于受压试件8的轴线，两测点间的距离记为标距L；

C.布置平头螺钉：将两个端头底部平整的平头螺钉2分别垂直粘贴于每一对上、下对应的测点，并在每一个平头螺钉2上旋入一个支撑螺帽31；

D.加工托架和反射架：加工制作托架4和反射架5，每个托架4和反射架5皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，托架4和反射架5的竖直面板分别设置一个直径与平头螺钉2相对应的托架固定孔41和反射架固定孔51；

E.设置缓冲材料：在激光位移计6的四周表面包裹缓冲材料61，露出激光发射面板；

F.布置激光位移计：用胶带42将激光位移计6缠绕固定于托架4的水平面板之上，与托架4形成整体；

G.设置激光发射装置：将受压试件8的各对上、下测点之一的平头螺钉2穿入托架4的托架固定孔41中，再旋紧一个固定螺帽32，由固定螺帽32和支撑螺帽31相互挤压夹紧托架4形成激光发射装置，激光位移计6的激光发射面朝向试件中部；

H.设置反射装置：将受压试件8各对上、下测点对应之一测点的平头螺钉2穿入反射架5的反射架固定孔51，再旋紧一个固定螺帽32，由固定螺帽32和支撑螺帽31相互挤压夹紧形成反射装置，多对上、下对应的测点依此步骤依次设置；

I.测量并记录纵向变形：将激光位移计6与数据采集仪7相连，加载测试，测量受压试件8加载过程中的纵向变形并记录，纵向变形量记作l；

J.计算纵向应变：利用受压试件的纵向变形量l和两测点间距离L计算受压试件纵向应变ε的大小，计算公式为

Claims (8)

1.一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于包括环向加强条带(1)、平头螺钉(2)、支撑螺帽(31)、固定螺帽(32)、托架(4)、反射架(5)、激光位移计(6)、缓冲材料(61)和数据采集仪(7)，两条环向加强条带(1)完全浸渍树脂胶(11)分别环向缠绕受压试件(8)的顶面及底面的边缘一周以上，两个端头底部平整的平头螺钉(2)分别垂直粘贴于环向加强条带(1)上的每一对上、下对应的测点，测点连线平行于受压试件(8)的轴线，每一个平头螺钉(2)上设置一个支撑螺帽(31)，四周表面包裹缓冲材料(61)的激光位移计(6)通过胶带(42)缠绕固定于托架(4)，托架(4)和反射架(5)皆设置相互垂直的水平面板和竖直面板，托架(4)和反射架(5)的竖直面板分别设置一个直径与平头螺钉(2)相对应的托架固定孔(41)和反射架固定孔(51)，各对上、下测点的平头螺钉(2)分别穿入托架(4)的托架固定孔(41)和反射架(5)的反射架固定孔(51)中，固定螺帽(32)和支撑螺帽(31)相互挤压夹紧形成激光发射装置和反射装置，数据采集仪(7)与激光位移计(6)相连采集数据，形成一种测试受压试件纵向应变的装置。

2.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于环向加强条带(1)为纤维增强复合材料条带或竹材纤维条带，其宽度为10mm～100mm。

3.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于每一对上、下对应的测点分别设置托架(4)、反射架(5)，托架(4)与反射架(5)一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于树脂胶(11)为环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于托架(4)及反射架(5)的水平面板和竖直面板分别直接相连或通过折面、曲面的连接面相连，托架(4)和反射架(5)的材料为金属、复合材料、竹材、木材、PVC或塑料中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于胶带(42)为布基胶带、纸基胶带、纤维胶带或PVC胶带中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于缓冲材料(61)为泡沫塑料、合成橡胶、气泡卷材和可发性聚乙烯卷材的一种。

8.根据权利要求1所述的一种测试受压试件纵向应变的装置，其特征在于受压试件(8)的横截面为圆形、椭圆形、矩形、倒角矩形和边长大于5的多边形中的一种。