CN213689179U - 用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，包括上限位架、下限位架、垫块、支承板和底板；所述上限位架的上端与支承板连接，下端对试件的上部进行固定；底板上设有垫块，试件竖直放置在垫块上，并通过下限位架对试件的下部进行固定；外部载荷施加装置与支承板连接，通过支承板和上限位架将作用力传递至试件。该夹具采用上限位架和下限位架分别对试件的上、下部进行限位，确保试件在试验过程中不会产生滑移和跳跃现象，方便对试件进行疲劳试验，以了解玻璃钢夹砂管在服役期间所受应力情况，为管涵结构设计和道路工程设计提供理论支撑。

Description

用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具

技术领域

本实用新型属于道路工程技术领域，具体涉及一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具。

背景技术

玻璃钢夹砂管是以树脂为基体材料，玻璃纤维和石英砂为增强材料制成的一种新型复合管，具有耐腐蚀性能好、轻质高强、输送流量大、安装方便、工期短和综合投资低等优越性能，被广泛应用于化工工业及市政、公路排水工程。

采用玻璃钢夹砂管制成的管涵结构服役期受到涵顶土体压力和车辆的荷载作用，易使管涵结构变形，并产生裂缝等缺陷，长期反复的车辆动载使其刚度和承载能力下降，最终导致疲劳(屈服)失效；因此，在受压条件下进行玻璃钢夹砂管的疲劳试验，研究玻璃钢夹砂管在疲劳荷载作用下产生的裂缝数量和宽度及其裂纹发展规律、剩余环刚度、疲劳强度和寿命对于管涵结构设计和道路工程设计具有重要意义。

由于玻璃钢夹砂管的直径大，不易安装，进行疲劳试验的难度较大，因此设计一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，将作动器产生的疲劳荷载施加于管涵，并防止管涵受压后产生滑移现象，有利于提高试验的准确性。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具。

本实用新型解决所述技术问题采取的技术方案是：

一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，该夹具包括上限位架、下限位架、垫块、支承板和底板；

所述上限位架的上端与支承板连接，下端对试件的上部进行固定；底板上设有垫块，试件竖直放置在垫块上，并通过下限位架对试件的下部进行固定；外部载荷施加装置与支承板连接，通过支承板和上限位架将作用力传递至试件。

所述下限位架包括压紧立板、压紧盖板、压紧横轴和压紧丝杠；压紧盖板的两侧分别竖直安装有压紧立板，两个压紧立板固定在底板上，且位于两个垫块的两侧，试件从两个压紧立板之间穿过；压紧横轴的两端可拆卸地安装在两个压紧立板中，压紧横轴的中部与试件的内表面紧密贴合；压紧丝杠竖直插装在压紧盖板上，压紧丝杠的下端作用在压紧横轴的中部。

压紧立板上具有U型通孔，U型通孔的开口贯通压紧立板的顶部，压紧横轴的两端与两个压紧立板的U型通孔配合。

压紧横轴中部的上端面为矩形，下端面为与试件外表面相适应的弧面，压紧横轴的两端为圆柱结构。

所述上限位架包括连接柱固定板、连接柱和弧形夹板；连接柱的上端与连接柱固定板固连，连接柱固定板与支承板连接；连接柱的下端与弧形夹板固连，弧形夹板的凹面与试件外表面紧密贴合。

当用于直径为1m的试件时，弧形夹板的弧面总长为1014mm，弧面直径为870mm，弧形夹板的宽度为305mm，厚度为12mm。

垫块与试件外表面相接触的面设置有与试件外表面相适应的弧面。

垫块采用橡胶制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用上限位架和下限位架分别对试件的上、下部进行限位，确保试件在试验过程中不会产生滑移和跳跃现象，方便对试件进行疲劳试验，以了解玻璃钢夹砂管在服役期间所受应力情况，为管涵结构设计和道路工程设计提供理论支撑。

2、通过两个压紧立板对试件进行轴向限位，防止试件受压后产生跳动；垫块采用橡胶制成，对试件起到一定程度的减震作用，防止试件在过程中出现滑移，同时由于试件是柔性件，避免了刚性冲击，提高试验的准确性。

3、本实用新型的结构简单，方便拆卸和安装，有利于试件的安装，使用更加方便；部件的制作工艺简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中：1-支承板；2-连接柱固定板；3-连接柱；4-压紧立板；5-垫块；6-压紧盖板；7-压紧横轴；8-压紧丝杠；9-底板；10-圆弧夹板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，并不以此限定本申请的保护范围。

本实用新型为一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具(简称夹具，参见图1)，包括上限位架、下限位架、垫块5、支承板1和底板9；

所述上限位架包括连接柱固定板2、连接柱3和弧形夹板10；连接柱3的上端与连接柱固定板2焊接，连接柱固定板2通过螺栓与支承板1连接，外部载荷施加装置与支承板1连接，外部载荷施加装置的作用力通过支承板1和上限位架传递至试件；连接柱3的下端与弧形夹板10的凸面焊接，弧形夹板10的凹面与试件外表面紧密贴合，对试件上部进行限位，确保试件受压后不发生滑移，同时避免对试件表面造成损伤；

底板9上设有垫块5，试件竖直放置在垫块5上(本实施例是底板9上间隔设有两个垫块5，试件竖直放置在两个垫块5上)；所述下限位架包括压紧立板4、压紧盖板6、压紧横轴7和压紧丝杠8；压紧盖板6的两侧分别通过螺栓竖直安装有压紧立板4，两个压紧立板4之间形成用于试件通过的空间；两个压紧立板4固定在底板9上，且位于两个垫块5的两侧；压紧立板4上具有U型通孔，U型通孔的开口贯通压紧立板4的顶部，方便安装压紧横轴7；压紧横轴7中部的上端面为矩形，下端面为与试件外表面相适应的弧面，压紧横轴7的两端为圆柱结构，压紧横轴7的两端安装在各自的U型通孔内，并通过螺母将压紧横轴7与压紧立板4锁紧，对压紧横轴7进行轴向限位，压紧横轴7的中部紧贴试件内壁；压紧丝杠8竖直插装在压紧盖板6中，压紧丝杠8与压紧盖板6螺纹连接能相对于压紧盖板6旋进旋出，压紧丝杠8的下端作用在压紧横轴7的中部上，对压紧横轴7进行径向限位，进而对试件下部进行限位。

优选地，垫块5与试件外表面相接触的面设置有与试件外表面相适应的弧面(本实施例是垫块5呈三角形，垫块5斜边所在的面为与试件外表面相适应的弧面)所述；垫块5采用橡胶制成，对试件起到一定程度的减震作用，防止试件在过程中出现滑移。

所述支承板1采用普通碳素结构钢制成，其长度为480mm，宽度为480mm，厚度20mm；支承板1与外部载荷施加装置、连接柱固定板2连接的螺栓均采用HPB300一级光圆钢筋制成，与外部载荷施加装置连接的螺栓的直径为33mm，长度为32mm；与连接柱固定板2连接的螺栓的直径为16mm，焊接高度为32mm。

所述连接柱固定板2的长度为280mm，宽度为280mm，厚度为20mm。

所述连接柱3为矩形柱，高度为150mm，连接柱3的两端与连接柱固定板2和弧形夹板10无缝焊接。

所述弧形夹板10采用A3钢，由镀锌带管经过对称式三辊卷圆机加工制成，弧形夹板10的内外表面均经过单滚轴碾压处理；当用于直径为1m的试件时，弧形夹板10的弧面总长为1014mm，弧面直径为870mm，弧形夹板10的宽度为305mm，厚度为12mm。

所述底板9采用普通碳素结构钢制成，长1080mm，宽305mm，厚25mm。

所述压紧立板4和压紧盖板6均采用A3钢制成，压紧立板4的长度为100mm，高度为165mm，厚度为12mm；压紧盖板6的长度为329mm，宽度为100mm，厚度为12mm。

所述压紧横轴7采用优质碳素结构用钢制成，矩形结构的径向截面尺寸为305*30mm，圆柱结构的直径为16mm，长度为39mm。

所述压紧丝杠8采用M16丝杠制成，其长度为250mm。

本实用新型的工作原理和工作流程是：

卸下压紧盖板6与压紧立板4的连接螺栓，取下压紧盖板6(此时压紧丝杠8未脱离压紧盖板6)和压紧横轴7；将试件竖直放置(试件的径向垂直于底板9)在两个垫块5上，将压紧横轴7安装在压紧立板4上并通过螺母锁紧，压紧横轴7的中部紧贴试件内壁；然后拧紧压紧盖板6与压紧立板4的连接螺栓，将压紧盖板6固定在压紧立板4上，向下旋转压紧丝杠8，使压紧丝杠8的下端顶紧压紧横轴7，以此对试件的下部进行限位；

将支承板1分别与外部载荷施加装置和连接柱固定板2连接，将弧形夹板10的凹面紧密贴合在试件的上部，以此完成对试件的夹紧；外部载荷施加装置循环施加压力至200万次以上，进行试件的疲劳试验。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (8)

1.一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，该夹具包括上限位架、下限位架、垫块、支承板和底板；

所述上限位架的上端与支承板连接，下端对试件的上部进行固定；底板上设有垫块，试件竖直放置在垫块上，并通过下限位架对试件的下部进行固定；外部载荷施加装置与支承板连接，通过支承板和上限位架将作用力传递至试件。

2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，所述下限位架包括压紧立板、压紧盖板、压紧横轴和压紧丝杠；压紧盖板的两侧分别竖直安装有压紧立板，两个压紧立板固定在底板上，且位于两个垫块的两侧，试件从两个压紧立板之间穿过；压紧横轴的两端可拆卸地安装在两个压紧立板中，压紧横轴的中部与试件的内表面紧密贴合；压紧丝杠竖直插装在压紧盖板上，压紧丝杠的下端作用在压紧横轴的中部。

3.根据权利要求2所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，压紧立板上具有U型通孔，U型通孔的开口贯通压紧立板的顶部，压紧横轴的两端与两个压紧立板的U型通孔配合。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，压紧横轴中部的上端面为矩形，下端面为与试件外表面相适应的弧面，压紧横轴的两端为圆柱结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，所述上限位架包括连接柱固定板、连接柱和弧形夹板；连接柱的上端与连接柱固定板固连，连接柱固定板与支承板连接；连接柱的下端与弧形夹板固连，弧形夹板的凹面与试件外表面紧密贴合。

6.根据权利要求5所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，当用于直径为1m的试件时，弧形夹板的弧面总长为1014mm，弧面直径为870mm，弧形夹板的宽度为305mm，厚度为12mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，垫块与试件外表面相接触的面设置有与试件外表面相适应的弧面。

8.根据权利要求1或7所述的一种用于玻璃钢夹砂管疲劳试验的夹具，其特征在于，垫块采用橡胶制成。

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