CN219284885U - 高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置 - Google Patents
高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
高性能水泥基混凝土试块受压应力‑应变全曲线测量装置，包括万向球铰、上部压块结构、合金钢弹簧、下部垫块结构、垫块连接杆、力传感器、底座、变形测量机构；四个下部垫块结构位于方形的四个角处，通过四根垫块连接杆连接成方形框架结构，上部压块结构为方形，上部压块结构通过四根合金钢弹簧架设在四个下部垫块结构上；力传感器和底座的数量均为四个，下部垫块结构、力传感器、底座从上往下依次设置；变形测量机构的数量为四个，每根垫块连接杆的中部和上部压块结构之间均设置一个变形测量机构；上部压块结构上端中部设置球形凹槽，万向球铰置于球形凹槽内。本实用新型方便安装，操作简单，可反复使用，属于混凝土性能测试技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及混凝土性能测试技术领域，具体涉及高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置。
背景技术
现有的水泥基混凝土试块测量装置包括上部压块和下部压块，两者之间通过弹簧固定连接，装置再设置传感器测定试块的受力和形变。试验时，试块放置在上部压块和下部压块之间，液压刚性试验机对上部压块施压，传感器读取受力和形变参数。
然而现有的测量装置具有如下缺点：1.液压刚性试验机直接作用于上部压块，难以保证施加的力朝着竖直方向，影响测量装置的测量结果。2.弹簧与上、下部压块之间固定连接，即上、下部压块之间距离固定，因此要求试块的高度固定。然而针对国内外不同检测标准，对水泥基试件尺寸的要求不同，因此现有的测量装置无法满足通用性要求。3.下部压块一般是放置的方式，不存在限位结构，操作过程中可能会滑移，影响装置对中，最终影响测量装置的测量结果。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种保证测量结果更为精准的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，包括：万向球铰、上部压块结构、合金钢弹簧、下部垫块结构、垫块连接杆、力传感器、底座、变形测量机构；四个下部垫块结构位于方形的四个角处，通过四根垫块连接杆连接成方形框架结构，上部压块结构为方形，上部压块结构通过四根合金钢弹簧架设在四个下部垫块结构上；力传感器和底座的数量均为四个，下部垫块结构、力传感器、底座从上往下依次设置；变形测量机构的数量为四个，每根垫块连接杆的中部和上部压块结构之间均设置一个变形测量机构；上部压块结构上端中部设置球形凹槽，万向球铰置于球形凹槽内。
作为一种优选，上部压块结构的上端面放置聚四氟乙烯垫层，且聚四氟乙烯垫层覆盖球形凹槽。
作为一种优选，万向球铰的上端面为承受液压刚性试验机的下压盘压力的平面；底座放置在液压刚性试验机的底盘上。
作为一种优选，底座为磁吸底座，设有磁吸开关，开启时，底座吸合在液压刚性试验机的底盘上。
作为一种优选，上部压块结构的下端设有四根供合金钢弹簧的上端套入的定位固定螺杆，每个下部压块结构的上端设有一根供合金钢弹簧的下端套入的定位固定螺杆，从而合金钢弹簧与上部压块结构、下部压块结构可拆卸式连接。
作为一种优选，合金钢弹簧的数量为多组，不同组的合金钢弹簧长度不同，对应多个试块高度。
作为一种优选，下部压块结构的下端设有用于安装力传感器的卡槽，底座的上端设有用于安装力传感器的卡槽。
作为一种优选，每根合金钢弹簧外均套有波纹保护罩。
作为一种优选，变形测量机构包括从上往下依次设置的上部固定架、LVDT位移计、下部固定架，上部固定架固定在上部压块结构的下端，下部固定架固定在垫块连接杆上。
作为一种优选，试块放置在液压刚性试验机的底盘上，且位于方形框架结构内。
本实用新型具有如下优点：
1.液压刚性试验机通过万向球铰作用于上部压块结构，保证对试块施加始终竖直的力；同时，设计了方形框架结构，提供了坚实稳定的反作用点、提供了力传感器的安装点、提供了变形测量机构的安装点，最终保证获得精准的测量结果。通过力传感器和变形测量机构的测量结果获取水泥基材料的受压全过程应力-应变曲线。
2.通过球形凹槽与万向球铰匹配接触，可稳定的传递载荷。
3.聚四氟乙烯垫层起到润滑作用，减少球形凹槽与万向球铰接触产生的摩檫力，提高压力试验的精确性。
4.利用液压刚性试验机的底盘作为工作台平面，承托测量装置和试件，可精简测量装置的结构。
5.采用磁吸底座，通电并开启开关时，可以吸紧液压刚性试验机的底盘，保证测量装置全程不会滑动。
6.采用定位固定螺杆和合金钢弹簧套接的可拆卸式结构，应对不同高度的试块更换不同长度的合金钢弹簧，通用性更强。
7.采用波纹保护罩，试块压碎时，避免飞溅的碎块对合金钢弹簧造成扰动。
8.该装置方便安装，操作简单，能够反复使用。
附图说明
图1为测量装置的主视图。
图2为测量装置的俯视图。
图3为测量装置的上部的结构示意图。
图4为测量装置的下部的结构示意图。
图5为方形框架的俯视图。
其中，1为万向球铰，2为聚四氟乙烯垫层，3为上部压块结构，4为合金钢弹簧，5为下部垫块结构，6为LVDT位移计，7为力传感器，8为底座，9为上部定位固定螺杆，10为球形凹槽，11为上部固定架，12为垫块连接杆，13为下部固定架，14为下部定位固定螺杆，15为波纹保护罩。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，与液压刚性试验机配合，对试块进行单轴受压的应力和应变检测，最终获得应力-应变全曲线。
测量装置包括万向球铰、上部压块结构、合金钢弹簧、下部垫块结构、垫块连接杆、力传感器、底座、变形测量机构。四个下部垫块结构位于方形的四个角处，通过四根垫块连接杆连接成方形框架结构，上部压块结构为方形，上部压块结构通过四根合金钢弹簧架设在四个下部垫块结构上，且俯视方向上，上部压块结构与形框架结构结构对应；力传感器和底座的数量均为四个，下部垫块结构、力传感器、底座从上往下依次设置；变形测量机构的数量为四个，每根垫块连接杆的中部和上部压块结构之间均设置一个变形测量机构；上部压块结构上端中部设置球形凹槽，万向球铰置于球形凹槽内。
上部压块结构的上端面放置聚四氟乙烯垫层，且聚四氟乙烯垫层覆盖球形凹槽。
万向球铰的上端面为承受液压刚性试验机的下压盘压力的平面；底座放置在液压刚性试验机的底盘上。液压刚性试验机的下压盘作用于平面上，载荷通过万向球铰向下传递。液压刚性试验机的底盘提供了工作平面。
底座为磁吸底座，设有磁吸开关，开启时，底座吸合在液压刚性试验机的底盘上。
上部压块结构的下端设有四根供合金钢弹簧的上端套入的定位固定螺杆，定位固定螺杆与上部压块结构的下端通过焊接连接；每个下部压块结构的上端设有一根供合金钢弹簧的下端套入的定位固定螺杆，定位固定螺杆与下部压块结构的上端通过焊接连接。从而合金钢弹簧与上部压块结构、下部压块结构可拆卸式连接。设计定位固定螺杆的外径，使之与合金钢弹簧的内圈适配，可限制两者水平滑移。
合金钢弹簧的数量为多组，不同组的合金钢弹簧长度不同，对应多个试块高度。根据试块尺寸(主要是高度)，选择合适的一组合金钢弹簧。
下部压块结构的下端设有用于安装力传感器的卡槽，底座的上端设有用于安装力传感器的卡槽。
每根合金钢弹簧外均套有波纹保护罩。
变形测量机构包括从上往下依次设置的上部固定架、LVDT位移计、下部固定架，上部固定架固定在上部压块结构的下端，下部固定架固定在垫块连接杆上。在液压刚性试验机施加力的时候，LVDT位移计可以读出相应的试块变形量值。
试块放置在液压刚性试验机的底盘上，且位于方形框架结构内。
操作方式如下：
步骤一，将下部垫块结构与底部的力传感器连接，并将力传感器与显示仪表和电脑相连接，再将力传感器放置于底座上，底座放置在液压刚性试验机(可采用普通液压机)的底盘上。
步骤二，将混凝土的立方体试件或者圆柱体试件放入进方形框架结构内部，并将合金钢弹簧、波纹保护罩、上部压块结构等安装好。
步骤三，将LVDT位移计固定在变形测量结构的上部固定架和下部固定架之间，以测量试件在压缩过程中的位移和形变。
步骤四，在上部压块结构上放置聚四氟乙烯垫层，并将万向球铰压在其上。
步骤五，控制液压刚性试验机，下降试验机的下压盘，并预压消除各个连接部分的间隙，再抬起下压盘。
步骤六，通过调整各个部分，保持下压盘、万向球铰、上部压块结构、试块、液压刚性试验机的底盘轴心对齐，否则重复对中。
步骤七，控制液压刚性试验机，下降试验机的下压盘，预压1t左右，观察各个LVDT位移计的数值和各个力传感器显示数值，保证各个面的位移和力数值之间的差值小于5％，否则需调节结构各部分处于水平对中状态，再重新试压直至满足要求。
步骤八，对UHPC试块进行加载，当试块承载力先上升到峰值，之后开始下降，当承载力下降至某个恒定值，并在较长时间内承载力波动较少时停止加载。将合金钢弹簧下部的力传感器数据传输进电脑，并与LVDT位移计、液压刚性试验机的数据共同处理，得到UHPC试块的全压力-应变曲线。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于，包括：万向球铰、上部压块结构、合金钢弹簧、下部垫块结构、垫块连接杆、力传感器、底座、变形测量机构；四个下部垫块结构位于方形的四个角处，通过四根垫块连接杆连接成方形框架结构，上部压块结构为方形，上部压块结构通过四根合金钢弹簧架设在四个下部垫块结构上；力传感器和底座的数量均为四个，下部垫块结构、力传感器、底座从上往下依次设置；变形测量机构的数量为四个，每根垫块连接杆的中部和上部压块结构之间均设置一个变形测量机构；上部压块结构上端中部设置球形凹槽，万向球铰置于球形凹槽内。
2.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：上部压块结构的上端面放置聚四氟乙烯垫层，且聚四氟乙烯垫层覆盖球形凹槽。
3.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：万向球铰的上端面为承受液压刚性试验机的下压盘压力的平面；底座放置在液压刚性试验机的底盘上。
4.按照权利要求3所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：底座为磁吸底座，设有磁吸开关，开启时，底座吸合在液压刚性试验机的底盘上。
5.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：上部压块结构的下端设有四根供合金钢弹簧的上端套入的定位固定螺杆，每个下部压块结构的上端设有一根供合金钢弹簧的下端套入的定位固定螺杆，从而合金钢弹簧与上部压块结构、下部压块结构可拆卸式连接。
6.按照权利要求5所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：合金钢弹簧的数量为多组，不同组的合金钢弹簧长度不同，对应多个试块高度。
7.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：下部压块结构的下端设有用于安装力传感器的卡槽，底座的上端设有用于安装力传感器的卡槽。
8.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：每根合金钢弹簧外均套有波纹保护罩。
9.按照权利要求1所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：变形测量机构包括从上往下依次设置的上部固定架、LVDT位移计、下部固定架，上部固定架固定在上部压块结构的下端，下部固定架固定在垫块连接杆上。
10.按照权利要求3所述的高性能水泥基混凝土试块受压应力-应变全曲线测量装置，其特征在于：试块放置在液压刚性试验机的底盘上，且位于方形框架结构内。
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