一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置制造方法
【專利摘要】一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，包括夾持部分和連接部分，在所述夾持部分包括用于夾持試件的夾持槽、夾持槽內還設有與待夾持試件貼合的楔形片，夾持槽與楔形片之間設有墊塊；所述連接部分固定連接在夾持槽上；所述的連接部分由半圓形拉環(huán)、圓形拉環(huán)和拉桿構成，半圓形拉環(huán)固定到夾持槽上，圓形拉環(huán)與半圓形拉環(huán)穿連，圓形拉環(huán)上還固定連接有拉桿。本發(fā)明由于上述結構，對待測試件進行柔性夾持，減少了應力的集中，能夠準確、高效、科學的測試混凝土軸心抗拉強度。
【專利說明】一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土軸心抗拉強度和極限拉伸試驗【技術領域】，具體為一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，特別適合混凝土翼形端頭試件的夾持。
【背景技術】
[0002]根據(jù)行業(yè)標準DL/T5150-2001《水工混凝土試驗規(guī)程》4.4要求對混凝土進行混凝土軸心抗拉強度和極限拉伸試驗，目前常用的試件夾持方式分別是翼形試件端頭夾持，棱柱體試件埋桿連接夾持，棱柱體試件端頭夾持等。采用這幾種夾持方式在試驗結果中經(jīng)常發(fā)生試件端頭斷裂，這是由于混凝土是一種脆性材料，其對于局部的應力集中不能像金屬材料一樣通過局部產(chǎn)生較大的變形而降低應力集中而導致的結果。因而一旦在試件上的某一點產(chǎn)生應力集中，就會導致混凝土在該點開裂破壞。而現(xiàn)有的這些試驗方法由于未考慮混凝土的這一特性，使得混凝土試件是由于局部的應力集中而破壞，而并非試驗要求的僅受到單一拉應力而破壞。即通過上述方式夾持后得到的試驗數(shù)據(jù)不能更準確的反應試件本身的拉伸性能，測試的結果不夠準確。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，能夠對測試的混凝土試件進行科學夾持，使測得的數(shù)據(jù)更加準確。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，包括夾持部分和連接部分，在所述夾持部分包括用于夾持試件的夾持槽、夾持槽內還設有與待夾持試件貼合的楔形片，夾持槽與楔形片之間設有墊塊；所述連接部分固定在夾持槽上。
[0005]所述的連接部分由半圓形拉環(huán)、圓形拉環(huán)和拉桿構成,半圓形拉環(huán)固定到夾持槽上，圓形拉環(huán)與半圓形拉環(huán)穿連，圓形拉環(huán)上還固定連接有拉桿。該結構的設計保證了混凝土試件軸心受力，不發(fā)生偏心受拉。
[0006]進一步的，所述夾持槽開口處設有內直角彎曲，用于卡緊墊塊防止其滑出夾持槽內，所述內直角彎曲與夾持槽為一體式設計。楔形鋼片的設計使得在拉伸試驗過程中依靠楔形鋼片的變形大小逐漸減小混凝土試件在拉伸試驗過程試件端部所受應力。
[0007]所述夾持槽為U型槽，連接部分與U型槽底部中心連接。
[0008]所述的墊塊為梯形結構，且采用聚四氟乙烯材料制成。由于聚四氟乙烯軟硬程度合適，在裝置中起到彈性作用，防止因產(chǎn)生應力集中對試件夾持位置造成的破壞。
[0009]所述楔形片采用彈簧鋼材料制成，楔形片的作用是在拉伸試驗過程中依靠其變形大小逐漸減小混凝土的所受應力。楔形鋼片的厚度逐漸變薄，楔形鋼片變形變大，鋼片越薄，變形就會越大，使得混凝土所受應力變小，從而減少應力集中。
[0010]所述夾持槽和連接部分采用鋼材料制成。
[0011]本發(fā)明能夠帶來的有益效果:1、由于混凝土是脆性材料,脆性材料直接接觸剛性夾具容易對試件產(chǎn)生破壞。本發(fā)明提供的柔性夾持裝置，采用的聚四氟乙烯墊塊可以起到彈性作用，在拉伸試驗過程中，聚四氟乙烯可以起到微小變形，減少了應力集中，防止因產(chǎn)生應力集中對試件夾持位置造成的破壞。
[0012]2、采用本裝置將原有的剛性夾持改為柔性夾持，從而減少了應力集中，解決了先前問題的存在；可以準確的測試試驗結果，提供合理的試驗數(shù)據(jù)，保證混凝土試件拉伸試驗中斷裂位置為試件中部，滿足了試驗要求，提高試驗效率，節(jié)約資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的結構主視圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的結構側視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的結構俯視圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
[0018]圖5是翼型試件端頭夾持拉應力云圖。
[0019]圖6是棱柱體試件埋桿連接夾持拉應力云圖。
[0020]圖7是棱柱體試件端 頭夾 持拉應力云圖。
[0021]圖8是采用本發(fā)明夾持時的拉應力云圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1-4所示，本發(fā)明包括夾持部分I和連接部分2，在所述夾持部分包括用于夾持試件的夾持槽11、夾持槽內還設有與待夾持試件貼合的楔形片12，夾持槽11與楔形片12之間設有墊塊13 ;所述連接部分2固定連接在夾持槽11上。
[0023]所述的連接部分2由半圓形拉環(huán)21、圓形拉環(huán)22和拉桿23構成，半圓形拉環(huán)21固定到夾持槽11上，圓形拉環(huán)22與半圓形拉環(huán)21穿連，圓形拉環(huán)22上還固定連接有拉桿23。
[0024]所述夾持槽11開口處設有內直角彎曲，用于卡緊墊塊13防止其滑出夾持槽內，所述內直角彎曲與夾持槽為一體式設計。
[0025]所述夾持槽11為U型槽，連接部分2與U型槽底部中心連接。
[0026]所述楔形片采用彈簧鋼制成。
[0027]所述夾持槽11和連接部分2采用鋼材料制成。
[0028]在進行混凝土軸心抗拉強度和極限拉伸試驗之前，分別把拉桿23夾持在拉力試驗機上下夾具內，拉桿23連接圓形拉環(huán)22，圓形拉環(huán)22與半圓形拉環(huán)21穿連，實現(xiàn)與夾持槽11的連接，接著把翼形端頭試件的兩端放置在上下兩個夾持槽11內，并分別在夾持槽11開口處兩內側放置墊塊13，在墊塊與試件接觸部位放置楔形片12，調整好試件位置，即可開始試驗。
[0029]對于【背景技術】中所述的翼型試件端頭夾持、棱柱體試件埋桿連接夾持和棱柱體試件端頭夾持三種夾持方式， 申請人:利用ANSYS對試件進行受力分析，見圖5-圖7，其中圖5是翼型試件端頭夾持拉應力云圖；圖6是棱柱體試件埋桿連接夾持拉應力云圖；圖7是棱柱體試件端頭夾持拉應力云圖；另外，對于采用本柔性夾持裝置進行受力分析后的拉應力z?圖見圖8。
[0030]從圖5-圖7可以非常明顯的看到混凝土存在的應力集中點，從圖5中可以看出在試件夾持下端和試件的兩側表面轉折點上都有應力集中，應力越集中的部位越易發(fā)生破壞，從而導致試件發(fā)生端頭斷裂，這樣不能真實的反應試件本身的拉伸性能。同樣圖6也可以看出試件在埋件端頭存在應力集中點，由于埋桿的拉力作用，使得埋桿外側的混凝土被撕裂，埋桿被拉出。圖7中棱柱體試件端頭夾持與翼形試件端頭夾持一樣也是在夾持端頭存在應力集中。
[0031 ] 圖8中采用的是本發(fā)明裝置夾持試件的拉應力云圖，從圖8上可以明顯看出，幾乎不存在應力集中現(xiàn)象。另外，【背景技術】中的翼型試件端頭夾持為采用剛性夾具對試件產(chǎn)生的應力集中。[0032]造成上述這些缺陷的主要原因是由于這三種夾持方式為剛性夾持，雖然夾持力在整個夾持面上基本上均勻分布，但是從夾持段到自由段的過渡點上，由于外側壓力突然變?yōu)?，產(chǎn)生的應力集中，導致試件破壞發(fā)生在試件端部，因此不能更準確的反應試件本身的拉伸性能。
[0033]而本發(fā)明由于采用柔性夾持，使得夾持裝置由剛性夾持改為柔性夾持，在夾持部位安裝聚四氟乙烯墊塊起到了彈性變形作用。楔形鋼片通過厚度逐漸減小，楔形鋼片變形逐漸變大，從而逐漸減小應力，這樣從夾持段到自由段的過渡上，應力逐漸減小為O。因此避免了應力集中導致試件的破壞。
【權利要求】
1.一種混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:包括夾持部分(I)和連接部分(2)，所述夾持部分包括用于夾持試件的夾持槽(11)、夾持槽內還設有與待夾持試件貼合的楔形片(12)，夾持槽(11)與楔形片(12)之間設有墊塊(13);所述連接部分(2)連接在夾持槽(11)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述的連接部分(2 )由半圓形拉環(huán)(21)、圓形拉環(huán)(22 )和拉桿(23 )構成，半圓形拉環(huán)(21)固定到夾持槽(11)上，圓形拉環(huán)(22)與半圓形拉環(huán)(21)穿連，圓形拉環(huán)(22)上還固定連接有拉桿(23)。
3.根據(jù)權利要求1所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述夾持槽(11)開口處設有內直角彎曲，用于卡緊墊塊(13)防止其滑出夾持槽內，所述內直角彎曲與夾持槽為一體式設計。
4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述夾持槽(11)為U型槽，連接部分(2 )與U型槽底部中心連接。
5.根據(jù)權利要求1-3之一所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述的墊塊(13)為梯形結構，且采用聚四氟乙烯材料制成。
6.根據(jù)權利要求1-3之一所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述楔形片采用彈簧鋼制成。
7.根據(jù)權利要求1-3之一所述的混凝土拉伸試驗柔性夾持裝置，其特征在于:所述夾持槽(11)和連接部分(2 )采用鋼材料制成。
【文檔編號】G01N3/04GK103512799SQ201310496695
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權日:2013年10月22日
【發(fā)明者】付書艷 申請人:葛洲壩集團試驗檢測有限公司