CN216816267U - 一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，包括支架、上垫条、下垫条以及限位杆；所述支架的底板中部设有下垫条；所述支架两端的侧板中部设有安装槽，所述侧板的两侧设有可开启的通孔；所述安装槽内可拆卸安装上垫条；所述通孔内插入限位杆，所述限位杆平行于所述底板的长边，所述限位杆的外端套有具有负泊松比结构的钢管。本实用新型采用外端套有具有负泊松比结构钢管的限位杆，能够增强构件的变形性能和耗能能力，使构件具有更好的承载能力。

Description

一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具

技术领域

本实用新型属于试验装置技术领域，特别涉及一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具。

背景技术

负泊松比结构由于具有不同于常规材料的特性，当上下两端承受压力时左右两侧材料呈现收缩状态，当上下两端承受拉力时左右两侧材料呈现膨胀状态，其原理在于负泊松比构件承受拉压作用力时，其表面的周期性负泊松比单元通过其本身的面内旋转使构件表现出优于常规材料的变形性能，从而在外部作用时，能够吸收消耗更多的能量，故而负泊松比材料被广泛应用在抗震、防灾减灾、缓冲吸能装置。

抗拉强度是混凝土的基本力学参数之一，是判断结构开裂、发生脆性破坏的重要指标。但是，直接抗拉试验往往由于试件偏心难以克服，加之会由于张拉传荷部位产生复杂应力而引起局部破坏，从而使得测定结果偏低，而且数据分散性大，难以反映出混凝土的真实抗拉强度，因此很少应用，通常采用劈裂法作为标准试验方法：劈裂抗拉试验是间接测定混凝土抗拉强度的一种方法，目前已为各国广泛采用。其优点在于可以采用与抗压强度试验同一规格的试件，对试验机及模具也无特殊要求，试验操作简便，而且试验结果能比较真实地反映混凝土的抗拉强度。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题提供一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，能够增强构件的变形性能和耗能能力，使构件具有更好的承载能力。

本实用新型包括如下技术方案：一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，包括支架、上垫条、下垫条以及限位杆；所述支架的底板中部设有下垫条；所述支架两端的侧板中部设有安装槽，所述侧板的两侧设有可开启的通孔；所述安装槽内可拆卸安装上垫条；所述通孔内插入限位杆，所述限位杆平行于所述底板的长边，所述限位杆的外端套有具有负泊松比结构的钢管。

进一步的，所述上垫条的上表面呈平面、下表面呈凸出的弧面；安装所述上垫条时，上垫条的下表面与安装槽底部相接。

进一步的，所述下垫条的下表面呈平面、上表面呈凸出的弧面；所述下垫条的下表面与支架的所述底板固装，所述下垫条的上表面凸出所述底板。

上垫条和下垫条为弧面结构，便于试块对称放置，因为如果试块没有对称放置时，试块无法保持平稳，从而便于试块对中，提高试验的效率和结果的精确度。

进一步的，所述通孔为设有扳手的环状结构；当扳动扳手时，通孔即可打开，当松开扳手时，通孔即自动关闭。

进一步的，所述安装槽为矩形，矩形的长边平行于侧板的长边，矩形的宽度等于上垫条的上表面的宽度。

进一步的，所述具有负泊松比结构的钢管紧密套在限位杆外部，从而使两者之间紧密贴合。

进一步的，所述试验夹具还包括垫板，上垫条与立方体试块之间、下垫条与立方体试块之间均设置所述垫板。

进一步的，所述负泊松比结构由负泊松比胞元构成，所述负泊松比胞元的形式为横竖正交椭圆形、横竖正交异构形、肋条缺失形、横竖正交菱形或内凹六边形。

本实用新型具有的优点和积极效果：

1、本实用新型设置限位杆，用于在试块的两侧防止试块劈裂时崩落；并通过在限位杆的外端套有具有负泊松比结构的钢管，来增强构件的变形性能和耗能能力，使构件具有更好的承载能力。

2、本实用新型采用在支架侧板的两侧安装可开启的通孔来方便试验后取出限位杆和压碎试块，提高试验效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型通孔打开状态结构示意图。

图3是垫板的结构示意图。

图4是正交周期性椭圆胞元负泊松比结构示意。

图5是正交周期性异构形胞元的负泊松比结构示意图。

图6是周期性肋条缺失形胞元的负泊松比结构示意图。

图7是正交周期性菱形胞元的负泊松比结构示意图。

图8是内凹六边形胞元的负泊松比结构示意图。

图中，1-支架；11-侧板；12-底板；2-上垫条；3-下垫条；4-限位杆；5-通孔；6-垫板；7-安装槽。

具体实施方式

为能进一步公开本实用新型的实用新型内容、特点及功效，特例举以下实例并结合附图详细说明如下。

实施例：参阅附图1-3，一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，包括支架1、上垫条2、下垫条3以及限位杆4；所述支架1的底板12中部设有下垫条3；所述下垫条3的下表面呈平面、上表面呈凸出的弧面；所述下垫条3的下表面与支架1的所述底板12固装，所述下垫条3的上表面凸出所述底板12。

所述支架1两端的侧板11中部设有安装槽7，所述安装槽7为矩形，矩形的长边平行于侧板11的长边，矩形的宽度等于上垫条2的上表面的宽度。所述安装槽7内可拆卸安装上垫条2；所述上垫条2的上表面呈平面、下表面呈凸出的弧面；安装所述上垫条2时，上垫条2的下表面与安装槽7底部相接。上垫条2和下垫条3为弧面结构，便于试块对称放置，因为如果试块没有对称放置时，试块无法保持平稳，从而便于试块对中，提高试验的效率和结果的精确度。所述上垫条2和下垫条3应符合相关规范的要求，为实心弧形钢垫条。

所述侧板11的两侧设有可开启的通孔5；所述通孔5为设有扳手的环状结构；当扳动扳手时，通孔5即可打开，当松开扳手时，通孔5即自动关闭。所述通孔5内插入限位杆4，所述限位杆4平行于所述底板12的长边，所述限位杆4的外端套有具有负泊松比结构的钢管。所述具有负泊松比结构的钢管紧密套在限位杆4外部，从而使两者之间紧密贴合。

所述试验夹具还包括垫板6，上垫条2与立方体试块之间、下垫条3与立方体试块之间均设置所述垫板6。

如图4-8所示，所述负泊松比结构由负泊松比胞元构成，所述负泊松比胞元的形式为横竖正交椭圆形、横竖正交异构形、肋条缺失形、横竖正交菱形或内凹六边形。所述负泊松比结构可以减小因立方体崩碎造成限位杆的变形，可起到延长限位杆使用寿命的作用，以保护承载构件正常工作。

工作流程：包括以下步骤：

1、根据构件应用的实际情况确定限位杆4外部所套钢管的外径R、壁厚T、高度H；

2、设计负泊松比周期性孔洞的形式，包括横竖正交椭圆形、横竖正交异构形、肋条缺失形、横竖正交菱形或内凹六边形；

3、通过不同的负泊松比胞元形式设计胞元尺寸，包括负泊松比胞元间的横向间距和纵向间距，以及胞元自身的尺寸，包括胞元自身的高度和长度等内部细节部分的几何参数；

4、将设计的负泊松比胞元通过周期性排布形成负泊松比结构形式，结合限位杆4的尺寸，设计出具有负泊松比周期性孔洞结构的限位杆4外部所套钢管；

5、将支架1上固装四个通孔5；通孔5采用可开启设计，其原理类似于钥匙扣，当扳动扳手时，通孔5即可打开，当松开扳手时，通孔5即自动关闭，将套着具有负泊松比结构钢管的限位杆4的两端通过插入支架1上的通孔5中进行固定。

尽管上面对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式。这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：包括支架、上垫条、下垫条以及限位杆；所述支架的底板中部设有下垫条；所述支架两端的侧板中部设有安装槽，所述侧板的两侧设有可开启的通孔；所述安装槽内可拆卸安装上垫条；所述通孔内插入限位杆，所述限位杆平行于所述底板的长边，所述限位杆的外端套有具有负泊松比结构的钢管。

2.根据权利要求1所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述上垫条的上表面呈平面、下表面呈凸出的弧面；安装所述上垫条时，上垫条的下表面与安装槽底部相接。

3.根据权利要求1所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述下垫条的下表面呈平面、上表面呈凸出的弧面；所述下垫条的下表面与支架的所述底板固装，所述下垫条的上表面凸出所述底板。

4.根据权利要求1所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述通孔为设有扳手的环状结构；当扳动扳手时，通孔即可打开，当松开扳手时，通孔即自动关闭。

5.根据权利要求1所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述安装槽为矩形，矩形的长边平行于侧板的长边，矩形的宽度等于上垫条的上表面的宽度。

6.根据权利要求1所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述具有负泊松比结构的钢管紧密套在限位杆外部。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述试验夹具还包括垫板，上垫条与立方体试块之间、下垫条与立方体试块之间均设置所述垫板。

8.根据权利要求1-6任一所述的一种采用负泊松比结构的立方体试块劈裂试验夹具，其特征在于：所述负泊松比结构由负泊松比胞元构成，所述负泊松比胞元的形式为横竖正交椭圆形、横竖正交异构形、肋条缺失形、横竖正交菱形或内凹六边形。

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