CN220872220U - 一种用于拉伸剪切试验的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于拉伸剪切试验的夹具，属于夹具技术领域，解决了现有夹具夹持范围小且不能施加水平载荷的问题；其包括用于支撑两个试件的底板，底板的上方设有用于压紧两个试件的顶板，材料试样的一端穿过第一通槽并位于两个试件之间；顶板和底板的两侧分别设有两个相对顶板和底板水平移动的承拉板，其中一个承拉板上设有用于对相邻试件施加水平载荷的千斤顶。本实用新型通过承拉板上的调节螺栓和顶板的固定螺栓的设置，使夹具有水平方向和垂直方向的夹持调节范围，能够适用不同大小的试件，且相较于现有的用于拉伸剪切试验的夹具，千斤顶能够对试件施加水平荷载，为试件的拉伸剪切试验提供了复杂试验条件。

Description

一种用于拉伸剪切试验的夹具

技术领域

本实用新型涉及夹具设计技术领域，具体涉及一种用于拉伸剪切试验的夹具。

背景技术

结构胶是一种用于连接或粘合构件的高性能胶黏剂。在建筑和土木工程领域，结构胶通常用于连接钢材、混凝土、木材等建筑材料，以增强结构的稳定性和承载能力。传统的连接方式如螺栓连接、焊接等存在一些局限性，如连接过程复杂、连接面积受限、连接后易产生应力集中等问题。相比之下，结构胶具有连接面积大、连接均匀、无需钻孔等优点，因此越来越受到建筑和土木工程领域的关注和应用。

为了研究结构胶的粘连强度，需要对粘合后的结构进行拉伸剪切试验。拉伸剪切试验是一种较为复杂的剪切试验方法，适用于纤维材料、复合材料等材料的剪切性能研究。在拉伸剪切试验中，试件通常为矩形或梯形，试件的两端固定在试验机上，中间部分受到拉伸和剪切载荷。试验时，通过测量试件的变形和载荷，可以得到试件的剪切应力和剪切应变，从而研究材料的剪切性能。

在试验过程中，主要存在以下几个问题：

(1)试件的几何形状和尺寸对试验结果有较大影响，试验机夹具夹持范围小，对被测材料的形状、大小及尺寸有要求，通用性差，需要制作多种规格的夹具，造成不必要的浪费。

(2)在对混凝土试件与金属试样、混凝土试件与非金属试样(如CFRP等)材料的试验中，夹具无法直接夹持混凝土试件或者会压坏混凝土试件，导致试验不能进行。

(3)若夹具没有保持竖直、水平摆放，被测试件不会按照理想形式破坏，此错误将会对试验结果造成影响并产生误差。

(4)市面上所用于拉伸剪切试验的仪器，无法对测试材料施加水平荷载，不能研究情况更加复杂的材料的性能，功能性不够完善。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种用于拉伸剪切试验的夹具，解决了现有夹具夹持范围小且不能施加水平载荷的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种用于拉伸剪切试验的夹具，包括用于支撑两个试件的底板，底板的上方设有用于压紧两个试件的顶板，顶板上设有与材料试样配合的第一通槽，材料试样的一端穿过第一通槽并通过结构胶粘连在两个试件上；顶板和底板的两侧分别设有两个相对顶板和底板水平移动的承拉板，其中一个承拉板上设有用于对相邻试件施加水平载荷的千斤顶，另一个承拉板与相邻试件抵触。

本方案中，材料试样可为金属试样(如钢)或者非金属试样(如CFRP)，试件可为混凝土试件，并通过试验仪器分别夹持材料试样和底板进行拉伸剪切试验，从而便于测试结构胶的粘连强度；通过两个承拉板的设置不仅便于调节两者之间的间距以提高夹持范围，适应多种不同规格的试件，且相较于现有的用于拉伸剪切试验的试验仪器，千斤顶能够对试件施加水平荷载，为试件的拉伸剪切试验提供了复杂试验条件。

进一步地，每个承拉板上设有多个用于调节自身与顶板和底板之间间距的调节螺栓，多个调节螺栓的螺纹端穿过承拉板分别与顶板和底板的一侧螺纹连接。调节螺栓的设置，便于调节承拉板到顶板和底板之间的距离。

进一步地，两个承拉板上均开设有与连接螺栓配合的第二通槽，两个连接螺栓的螺纹端分别穿过两个承拉板与垫块和千斤顶螺栓连接，垫块和千斤顶的顶头分别挤压两个试件的一侧。第二通槽的设置，便于通过调节连接螺栓在第二通槽中的位置从而调节垫块和千斤顶在两块承拉板上安装位置，便于千斤顶和垫块相互配合为两块试件提供水平载荷。

进一步地，每个承拉板的外侧面上均固定有应变计和坡度仪，材料试样上贴有应变片。材料试样上贴有应变片。应变片的设置能够得出材料试样的应变量，应变计的设置便于在试验过程中记录夹具在竖直方向上的位移，通过应变计的应变量减去应变片的应变量从而得出材料试样相对试件的位移数据，为结构胶的粘连强度计算提供了试验数据。

进一步地，顶板的顶面上位于第一通槽的两侧均开设有多个与固定螺栓配合的螺纹通孔，多个固定螺栓分别穿过多个螺纹通孔与两个垫板抵触，两个垫板位于材料试样的两侧并分别挤压两个试件的顶部。顶部的固定螺栓便于调节垫板到底板之间的高度，便于适应不同高度的试件。

进一步地，顶板上的顶面上固定有万向水平仪。万向水平仪的设置，保证夹具在安装在试验仪器上时顶板的水平度，提高了夹具的安装精度，减少试验误差对结果的影响。

进一步地，底板呈T字型结构，底板的底面中部设有用于试验仪器夹持的凸起。凸起的设置便于试验仪器夹持，且凸起设置在中部便于保持凸起中心线与试件的被夹持部分的中心线一致，避免出现扭曲力，确保测试结果的准确性。

进一步地，凸起的两侧面上设有防滑层。防滑层的设置提高了试验仪器夹持端的摩擦力，提高了夹持强度。

本实用新型公开了一种用于拉伸剪切试验的夹具，其有益效果为：

本实用新型通过承拉板上的调节螺栓和顶板的固定螺栓的设置，使夹具有水平方向和垂直方向的夹持调节范围，能够适用不同大小的试件，且相较于现有的用于拉伸剪切试验的夹具，千斤顶能够对试件施加水平荷载，为试件的拉伸剪切试验提供了复杂试验条件，便于测试结构胶的粘连强度。

附图说明

图1为用于拉伸剪切试验的夹具的结构示意图；

图2为夹具的夹持范围调节示意图；

图3为顶板的结构示意图；

图4为承拉板的结构示意图；

图5为底板的结构示意图；

其中：1、顶板；11、第一通槽；12、固定螺栓；13、万向水平仪；14、垫板；2、底板；21、凸起；3、承拉板；31、第二通槽；32、调节螺栓；33、连接螺栓；34、应变计；35、坡度仪；36、千斤顶；37、垫块；4、试件；5、材料试样。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

参考图1-图5，本实施例提供一种用于拉伸剪切试验的夹具，其包括顶板1、底板2和两个承拉板3。

参考图1，底板2用于支撑两个试件4，底板2的上方设有用于压紧两个试件4的顶板1，顶板1上设有与材料试样5配合的第一通槽11，材料试样5的一端穿过第一通槽11并通过结构胶粘连在两个试件4上；试验仪器的两个夹持端分别竖直夹持材料试样5的另一端和底板2进行拉伸剪切实验。

为了便于试验仪器固定底板2，参考图5，底板2呈T字型结构，底板2的底面中部设有用于试验仪器夹持的凸起21。凸起21的设置便于试验仪器夹持，且凸起21设置在中部便于保持凸起21中心线与试件4的被夹持部分的中心线一致，避免出现扭曲力，确保测试结果的准确性；且凸起21的两侧面上设有防滑层或者打磨层。防滑层或打磨层的设置均能提高试验仪器夹持端的摩擦力，提高了夹持强度。

本实施例中，材料试样5可为金属试样如钢或者非金属试样如CFRP，试件4可为混凝土试件4，试验仪器分别夹持材料试样5和底板2进行拉伸剪切试验。

顶板1和底板2的两侧分别设有两个相对顶板1和底板2水平移动的承拉板3，其中一个承拉板3上设有用于对相邻试件4施加水平载荷的千斤顶36，另一个承拉板3通过垫块37与相邻试件4抵触。

本实施例中，通过两个承拉板3的设置不仅便于调节两者之间的间距以提高夹持范围，适应多种不同规格的试件4，且相较于现有的用于拉伸剪切试验的试验仪器，千斤顶36能够对试件4施加水平荷载，为试件4的拉伸剪切试验提供了复杂试验条件，从而便于测试结构胶的粘连强度。本实施例千斤顶36优选液压千斤顶。

具体的，参考图2，为了使夹具有水平方向和垂直方向的夹持调节范围，能够适用不同大小的试件4。

每个承拉板3上设有多个用于调节自身与顶板1和底板2之间间距的调节螺栓32，多个调节螺栓32的螺纹端穿过承拉板3分别与顶板1和底板2的一侧螺纹连接。调节螺栓32的设置，便于调节承拉板3到顶板1和底板2之间的距离，实现了水平方向夹持范围的调节。

参考图3，顶板1的顶面上位于第一通槽11的两侧均开设有多个与固定螺栓12配合的螺纹通孔，多个固定螺栓12分别穿过多个螺纹通孔与两个垫板14抵触，两个垫板14位于材料试样5的两侧并分别挤压两个试件4的顶部。顶部的固定螺栓12便于调节垫板14到底板2之间的高度，便于适应不同高度的试件4，实现了垂直方向夹持范围的调节。

作为本实施例的进一步方案，两个承拉板3上均开设有与连接螺栓33配合的第二通槽31，两个连接螺栓33的螺纹端分别穿过两个承拉板3与垫块37和千斤顶36螺栓连接，垫块37和千斤顶36的顶头分别挤压两个试件4的一侧。第二通槽31的设置，便于通过调节连接螺栓33在第二通槽31中的位置从而调节垫块37和千斤顶36在两块承拉板3上安装位置，便于千斤顶36和垫块37相互配合为两块试件4提供水平载荷。

作为本实施例的进一步方案，参考图4，每个承拉板3的外侧面上均固定有应变计34和坡度仪35，材料试样5上贴有应变片。应变片的设置能够得出材料试样5的应变量，应变计34的设置便于在试验过程中记录夹具在竖直方向上的位移，通过应变计34的应变量减去应变片的应变量从而得出材料试样5相对试件4的位移数据，为结构胶的粘连强度计算提供了试验数据。

坡度仪35的设置保证了夹具在安装在试验仪器上时承拉板3的竖直度，提高了夹具的安装精度，减少试验误差对结果的影响。

作为本实施例的进一步方案，顶板1上的顶面上固定有万向水平仪13。万向水平仪13的设置，保证夹具在安装在试验仪器上时顶板1的水平度，提高了夹具的安装精度，减少试验误差对结果的影响。

本方案的安装步骤为：

步骤一：测量试件4和材料试样5的尺寸，如混凝土试件与金属件试样，或混凝土试件与非金属件试样，通过结构胶将材料试样5的两侧分别粘连在两个试件上，并通过调节螺栓32和固定螺栓12初步调整夹具夹持范围。

步骤二：将两个试样放入夹具中，材料试样5的一端穿过第一通槽11，并通过顶板1上的固定螺栓12固定试样的顶部。

步骤三：调整千斤顶36与垫块37位置，通过调整承拉板3上的调节螺栓32的旋入深度使得千斤顶36与试件4表面紧密接触。

步骤四：将整个夹具置于实验仪器上，下夹具夹住下底板2的凸起21，上夹具夹住材料试样5的暴露端。

步骤五：开启千斤顶36，向试件4施加水平荷载，进行试验，测试结构胶的粘连强度。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：包括用于支撑两个试件(4)的底板(2)，所述底板(2)的上方设有用于压紧两个所述试件(4)的顶板(1)，所述顶板(1)上设有与材料试样(5)配合的第一通槽(11)，所述材料试样(5)的一端穿过所述第一通槽(11)并通过结构胶粘连在两个试件(4)上；

顶板(1)和底板(2)的两侧分别设有两个相对顶板(1)和底板(2)水平移动的承拉板(3)，其中一个所述承拉板(3)上设有用于对相邻试件(4)施加水平载荷的千斤顶(36)，另一个承拉板(3)与相邻试件(4)抵触。

2.根据权利要求1所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：每个所述承拉板(3)上设有多个用于调节自身与所述顶板(1)和所述底板(2)之间间距的调节螺栓(32)，多个所述调节螺栓(32)的螺纹端穿过承拉板(3)分别与顶板(1)和底板(2)的一侧螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：两个所述承拉板(3)上均开设有与连接螺栓(33)配合的第二通槽(31)，两个所述连接螺栓(33)的螺纹端分别穿过两个所述承拉板(3)与垫块(37)和所述千斤顶(36)螺栓连接，所述垫块(37)和千斤顶(36)的顶头分别挤压两个所述试件(4)的一侧。

4.根据权利要求3所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：每个所述承拉板(3)的外侧面上均固定有应变计(34)和坡度仪(35)，所述材料试样(5)上贴有应变片。

5.根据权利要求1所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：所述顶板(1)的顶面上位于所述第一通槽(11)的两侧均开设有多个与固定螺栓(12)配合的螺纹通孔，多个所述固定螺栓(12)分别穿过多个所述螺纹通孔与两个垫板(14)抵触，两个所述垫板(14)位于所述材料试样(5)的两侧并分别挤压两个所述试件(4)的顶部。

6.根据权利要求5所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：所述顶板(1)上的顶面上固定有万向水平仪(13)。

7.根据权利要求1所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：所述底板(2)呈T字型结构，底板(2)的底面中部设有用于试验仪器夹持的凸起(21)。

8.根据权利要求7所述的用于拉伸剪切试验的夹具，其特征在于：所述凸起(21)的两侧面上设有防滑层。