CN2906592Y - 传感器法应力加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在研究混凝土在多因素腐蚀协同作用下的破坏机理及耐久性能中使用的应力加载装置，该装置包含有两根立柱、一底板、一上压板、一钢架、一传感器、若干滚轴以及弹簧和螺母，其中，上压板滑动穿设于立柱上，各立柱上端分别套设弹簧并于最顶端螺接螺母，钢架上放置传感器并整体置于上压板之下；通过调整螺母位置压缩弹簧从而对置于底板和钢架之间的试件施加恒定应力；通过套筒11，避免了弹簧3受到侵蚀溶液的直接腐蚀。该装置用于研究混凝土在应力、化学侵蚀及冻融循环协同作用下的失效与破坏机理，有助于避免由于腐蚀或冻融循环影响到应力大小的恒定。

Description

传感器法应力加载装置

技术领域：

本实用新型涉及混凝土在工程及实验室的耐久性研究中的辅助器件，具体涉及一种研究混凝土在多因素腐蚀协同作用下的破坏机理及耐久性能中使用的应力加载装置，该装置用于研究混凝土在应力、化学侵蚀及冻融循环协同作用下的失效与破坏机理，有助于避免由于腐蚀或冻融循环影响到应力大小的恒定。

现有技术：

现有的模拟实验方法中使用的应力加载装置结构如图3所示，其在试件23上方装设弹簧21和螺母20，通过螺母20压缩弹簧21变形来对试件23施加荷载。该装置需预先测定弹簧21的刚度，根据力与变形成正比的关系，通过控制弹簧21压缩变形来控制荷载的大小。但该施力方式在实验过程中可能会由于钢筋锈蚀而导致应力松弛、冻融过程中由于温度变化而导致应力水平的变化、且弹簧与垫片之间的摩擦而导致应力值的误差等不稳定因素，使实验环境偏离真实的环境，从而降低了实验结果的准确性。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种通过应力传感器控制加载应力的装置，即传感器法应力加载装置。

本实用新型的传感器法应力加载装置，，包含有两根立柱、一底板、一上压板、一钢架、一传感器、若干滚轴、弹簧、套筒和螺母，其中，所述立柱设于底板两侧边，上压板滑动穿设于立柱上，各立柱上端分别套设弹簧并于最顶端螺接所述螺母；所述钢架上放置传感器并整体置于上压板之下；底板和钢架之间具有容置试件的空间，所述滚轴设于底板与试件、试件与另一试件以及试件与钢架之间。

其中，所述钢架下方与底板上方接触滚轴处设有凹槽。

其中，所述钢架上方有凹坑，饼形传感器嵌置于钢架凹坑内。

其中，所述传感器为应力传感器，其外接一将测得的应力信号转换成荷载的转换器。所述应力传感器为饼形传感器。

其中，所述弹簧两端设有垫片。

其中，所述垫片上设有尺寸可调套筒。

本实用新型装置通过扭转螺母、压缩弹簧变形来施加荷载，并在试件受力点嵌置应力传感器来适时收集和控制所加荷载的大小。利用该装置有助于综合研究混凝土在多因素协同腐蚀条件下的破坏机理及耐久性能。该装置具有如下优点：①避免了冻融循环过程中可能产生的应力松弛；②将弹簧置于装置最顶层，下设套筒避免了弹簧本身在腐蚀条件下的钢筋锈蚀而导致的应力松弛；③通过应力传感器对应力适时收集并及时调控，避免了由于弹簧与垫片之间的摩擦而引起应力值的误差；④体积小，便于携带，易于观察、操作。

附图说明：

图1为本实用新型结构剖视图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为现有应力加载装置结构图。

具体实施方式：

参见图1和图2，本实用新型传感器法应力加载装置，包含有两根立柱1、一底板9、一上压板4、一钢架6、一传感器5、若干滚轴7以及弹簧3、套筒11和螺母2等。其中，所述立柱1上、下端均刻有螺纹，底板9侧边对应设螺孔(图中未示)，立柱1底端螺纹与底板9的螺孔相螺连接；上压板4两侧边分别设有穿孔，立柱1上端分别穿过该穿孔，使上压板4可在立柱1上自由滑动；钢架6下方与底板9上方特定位置处均设有凹坑，以防止其间的滚轴7在应力加载或实验过程中发生滚动；钢架6上方刻有凹坑，饼形传感器5嵌置于钢架凹坑内；饼形传感器5为应力传感器，其外接一转换器，以将测得的应力信号转换成荷载；弹簧3、套筒11均套设于立柱1的上端且处于上压板4的上面，套筒11套在弹簧3外，弹簧3上端、弹簧3与套筒11之间及套筒11与上压板4之间均设有垫片10，立柱1上端螺纹与一螺母2螺接；底板9与立柱1下端组装后，依次安放试块8，在最上面试块8上，放置钢架6和传感器5，然后从立柱套入上压板4，在上端露出的立柱1上依次穿入垫片10、套筒11、垫片10、弹簧3、垫片10，套上螺母2，利用扳手旋紧螺母2到一定程度，以对试块8施加恒定的应力。

本实用新型使用方法：

1、首先将两根滚轴7放在底板9的凹槽上，将成型好的40mm×40mm×160mm的三条试块8与另外几根滚轴7按照顺序与特定的间距(间距由四点弯曲强度公式计算而得)堆放。

2、将饼形传感器5嵌入钢架6后，将钢架6以特定的位置压在顶端滚轴8上，将上压板4放在饼形传感器5上，再在两立柱1上分别依次穿入垫片10、套筒11(套筒尺寸可调，使加载装置中的弹簧3在不同深度侵蚀液中都不会与侵蚀液接触，避免了由于钢筋锈蚀而导致的应力松弛)、垫片10、弹簧3、垫片10，及螺母2。

3、用扳手扭紧螺母2压缩弹簧3，通过垫片10、弹簧3、垫片10、套筒11、垫片10、上压板4、饼形传感器5和钢架6的力的传递作用来对试块8进行施加应力，并将饼形传感器5与转换器11相连，将施加的应力转换成荷载来进行控制。

4、将装置与试块一起放入侵蚀溶液与冻融协同作用的环境中，通过转换器监控荷载变化，荷载变化时通过调整螺母2来释放或压紧弹簧3，以达到对试块8施加要求的应力，在实验中应根据荷载变化随时作出相应的微调，以达到施加恒定应力的要求，来模拟研究其在真实环境中的受力状态。

5、到预定龄期后，从模拟环境中取出装置，拧开螺母2，依次取下垫片10、弹簧3、垫片10、套筒11、垫片10、上压板4、饼形传感器5及钢架6；将试块8用抹布擦干后进行性能试验，研究混凝土在应力、化学侵蚀与冻融循环协同作用下的失效与破坏机理。

Claims (7)

1、一种传感器法应力加载装置，其特征在于，包含有两根立柱、一底板、一上压板、一钢架、一传感器、若干滚轴、弹簧、套筒和螺母，其中，所述立柱设于底板两侧边，上压板滑动穿设于立柱上，各立柱上端分别套设弹簧并于最顶端螺接所述螺母；所述钢架上放置传感器并整体置于上压板之下；底板和钢架之间具有容置试件的空间，所述滚轴设于底板与试件、试件与另一试件以及试件与钢架之间。

2、根据权利要求1所述传感器法应力加载装置，其特征在于，所述钢架下方与底板上方接触滚轴处设有凹槽。

3、根据权利要求1或2所述传感器法应力加载装置，其特征在于，所述钢架上方有凹坑，饼形传感器嵌置于钢架凹坑内。

4、根据权利要求3所述传感器法应力加载装置，其特征在于，所述传感器为应力传感器，其外接一将测得的应力信号转换成荷载的转换器。

5、根据权利要求4所述传感器法应力加载装置，其特征在于，所述应力传感器为饼形传感器。

6、根据权利要求5所述传感器法应力加载装置，其特征在于，所述弹簧两端设有垫片。

7、根据权利要求6应力加载装置，其特征在于，所述垫片上设有尺寸可调套筒。