專利名稱：一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及試驗機的輔助裝置，具體的說是一種用于對混凝土試件、巖體樣本等各種準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗時附加于試驗機上的輔助裝置。
背景技術(shù)：
目前，對于混凝土類準(zhǔn)脆性材料的拉伸本構(gòu)關(guān)系研究有兩大難題:一，試驗拉伸試件難以保證軸心受拉，導(dǎo)致產(chǎn)生附加彎矩；二，試驗裝置的整體剛度常常難以滿足試驗要求，導(dǎo)致試件受拉應(yīng)力-應(yīng)變曲線的下降段曲線很難獲得。然而，若想同時解決上述兩大難題，對試驗機性能的要求很高，甚至很多價格昂貴的試驗機也不能滿足條件。對于普通萬能試驗機，唯有采取輔助剛性設(shè)備才有可能進(jìn)行拉伸試驗?，F(xiàn)有自制的剛性輔助設(shè)備中，效果優(yōu)良不一，存在各種問題。一般自制設(shè)備都由上鋼塊、下鋼塊、抗拉柱、荷載傳感器以及傳力桿等組成，能在不同程度上解決試驗機剛度不足問題。但是，這種自制設(shè)備難以解決準(zhǔn)脆性試塊的軸向受力對中問題。主要問題存在于以下幾個方面:
1，試件安裝時，精度難以保證，無法保證試件安裝時試件處于絕對對中，難以避免附加彎矩的產(chǎn)生。2，加載開始后，剛性框架受力，由于剛性框架與試塊處于固定狀態(tài)，框架中受力稍有不均，即能對試件施加較大附加彎矩，試件已不再是軸心受拉而是偏心受拉狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，該裝置中的特制球鉸組件能保證試件準(zhǔn)確對中而不產(chǎn)生端部附加彎矩，框架組件能增大試驗機的整體剛度，在試驗后期使試驗機的回彈變形小于試件的拉伸變形，試件緩慢發(fā)生破壞，獲得穩(wěn)定發(fā)展的應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段。一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，包括:球鉸組件I和框架組件2，所述框架組件2的兩端分別連有一個球鉸組件1，所述球鉸組件I包括用于連接試驗機夾具的軸承5、用于連接框架組件2的連接臂6和將軸承5與連接臂6同軸相連的銷7。所述軸承5的一端為桿狀，軸承5的另一端為圓環(huán)狀。所述框架組件2，由兩塊擋板3和四根平行設(shè)置的螺紋絲桿4組成，所述擋板3的中心及四角開設(shè)螺孔，螺紋絲桿4兩端分別穿過四角處的螺孔繼而與兩塊擋板3相連。所述框架組件2還包括連桿8，連桿8穿過擋板3的中心孔，一端和連接臂6相連，另一端用于連接待測試件。所述螺紋絲桿4上設(shè)置有實時監(jiān)測應(yīng)變的應(yīng)變片9。本發(fā)明用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置的優(yōu)點是:
1、框架組件能增大試驗機的整體剛度，在試驗后期使試驗機的回彈變形小于試件的拉伸變形，試件緩慢發(fā)生破壞，獲得穩(wěn)定發(fā)展的應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段；
2、輔助裝置中的特制球鉸組件能保證試件準(zhǔn)確對中而不產(chǎn)生端部附加彎矩，試件一旦安裝，始終處于軸心受拉狀態(tài)；
3、試件通過球鉸組件與試驗機直接連接，框架組件只對試件的軸向受力產(chǎn)生約束，試件不與剛性框架固定為一體；可避免試驗加載后，剛性框架因受力不均對試件施加附加彎矩使之偏心受拉的問題。


圖1為本發(fā)明用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I為球鉸組件，2為框架組件，3為擋板，4為螺紋絲桿，5為軸承，6為連接臂，7為銷，8為連桿，9為應(yīng)變片，10為引伸儀，11為試件。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明:如圖1-3所示，一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，包括球鉸組件I和框架組件2，所述框架組件2的兩端分別連有一個球鉸組件1，所述球鉸組件I包括用于連接試驗機夾具的軸承5、用于連接框架組件2的連接臂6和將軸承5與連接臂6同軸相連的銷7。所述軸承5的一端為桿狀，軸承5的另一端為圓環(huán)狀。所述框架組件2，由兩塊擋板3和四根平行設(shè)置的螺紋絲桿4組成，所述擋板3的中心及四角開設(shè)螺孔，螺紋絲桿4兩端分別穿過四角處的螺孔繼而與兩塊擋板3相連。所述框架組件2還包括連桿8，連桿8穿過擋板3的中心孔，一端和連接臂6相連，另一端用于連接待測試件。所述螺紋絲桿4上均布置有實時監(jiān)測應(yīng)變的應(yīng)變片9。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:首先將試驗所用預(yù)制試件11 (試件兩端為預(yù)埋連桿8)安放于框架組件2中，待螺栓將其與框架組件2緊固后與球鉸組件I相連，最后整體置于試驗機上進(jìn)行拉伸試驗。每次加載前需重新調(diào)試剛性框架組件，以保證其工作穩(wěn)定性，然后安裝試件并進(jìn)行預(yù)拉(不超過3KN)。確認(rèn)所有裝置工作良好后，采用位移控制進(jìn)行加載(例如采用加載速率為0.04mm/s)，持續(xù)加載直至試件破壞。試件中部長方體部位為量測區(qū)，采用兩個試驗機標(biāo)配引伸儀10安裝在試件兩側(cè)以測量應(yīng)變，最終應(yīng)變值取均值。試件所受拉力軸向拉力為試驗機顯示拉力與剛性架承擔(dān)拉力之差，試件量測區(qū)應(yīng)變?yōu)橐靸x記錄的應(yīng)變值。依據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變實時采集的數(shù)據(jù)，即可繪出應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
權(quán)利要求
1.一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，包括球鉸組件⑴和框架組件⑵，所述框架組件⑵的兩端分別連有一個球鉸組件⑴，其特征在于:所述球鉸組件⑴包括用于連接試驗機夾具的軸承(5)、用于連接框架組件⑵的連接臂(6)和將軸承(5)與連接臂(6)同軸相連的銷⑴。
2.如權(quán)利要求1所述的用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，其特征在于:所述軸承(5)的一端為桿狀，軸承(5)的另一端為圓環(huán)狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，其特征在于:所述框架組件⑵，由兩塊擋板⑶和四根平行設(shè)置的螺紋絲桿⑷組成，所述擋板⑶的中心及四角開設(shè)螺孔，螺紋絲桿⑷兩端分別穿過四角處的螺孔繼而與兩塊擋板⑶相連。
4.如權(quán)利要求3所述的用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，其特征在于:所述框架組件⑵還包括連桿⑶，連桿(8)穿過擋板⑶的中心孔，一端和連接臂(6)相連，另一端用于連接待測試件。
5.如權(quán)利要求3所述的用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，其特征在于:所述螺紋絲桿⑷上設(shè)置有實時監(jiān)測應(yīng)變的應(yīng)變片⑶。
全文摘要
一種用于準(zhǔn)脆性材料進(jìn)行軸向拉伸試驗的輔助裝置，包括球鉸組件⑴和框架組件⑵，所述框架組件⑵的兩端分別連有一個球鉸組件⑴，所述球鉸組件⑴包括用于連接試驗機夾具的軸承⑸、用于連接框架組件⑵的連接臂⑹和將軸承⑸與連接臂⑹同軸相連的銷⑺。其優(yōu)點在于該裝置中的特制球鉸組件能保證試件準(zhǔn)確對中而不產(chǎn)生端部附加彎矩，框架組件能增大試驗機的整體剛度，在試驗后期使試驗機的回彈變形小于試件的拉伸變形，試件緩慢發(fā)生破壞，獲得穩(wěn)定發(fā)展的應(yīng)力-應(yīng)變曲線下降段。
文檔編號G01N3/02GK103163016SQ20131006265
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者徐禮華, 梅國棟, 黃樂, 劉斌, 李舒, 魯維妙 申請人:武漢大學(xué)