專利名稱：波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼結構試驗領域，具體是波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭
裝置
背景技術：
焊接波形鋼腹板鋼梁主要由波形鋼板與鋼翼緣板焊接而成，由于波形鋼板本身在縱向受拉變形作用下具有類似于手風琴效應的自由伸縮特點，在疲勞荷載作用下在鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位容易出現(xiàn)疲勞損傷，所以焊接連接的疲勞強度直接影響到波形鋼腹板鋼梁的耐久性，測試其焊接連接的疲勞強度對實際工程尤其重要?，F(xiàn)有的疲勞試驗機夾頭均為單一夾塊的單一接觸面，采用現(xiàn)有夾頭來固定焊接波形鋼腹板鋼梁試驗件并在檢測鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度時，受波形鋼板和現(xiàn)有夾頭結構的限制，若夾頭夾緊鎖牢鋼翼緣板的上下兩端，鋼翼緣板上下兩端被夾持部位的受力中心不能對齊，不便于作用力的施加，并由此偏心造成局部受力狀態(tài)與實際情況不符。為了保證拉伸的作用力均勻的施加在鋼翼緣板上，現(xiàn)今檢測鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度時，鋼翼緣板上下兩端被夾持的部位距波形鋼板上下兩端的端頭位置就必然存在一定的距離，然而，采用現(xiàn)有夾緊鎖牢方式，在疲勞荷載作用下在鋼翼緣板與波形鋼板連接的端部焊接部位容易產(chǎn)生應力集中，并過早發(fā)生不合理疲勞破壞，這就導致疲勞試驗不能有效測出鋼翼緣板與波形鋼板的實際縱向焊接部位的疲勞強度。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決采用現(xiàn)有夾頭來夾持焊接波形鋼腹板鋼梁試驗件并在檢測鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度時易造成局部受力狀態(tài)與實際情況不符及過早出現(xiàn)不合理的疲勞破壞的問題，提供了一種波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其應用于疲勞試驗機上來夾持焊接波形鋼腹板鋼梁試驗件并在檢測鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度時能更好的反映實際受力狀態(tài)并避免過早出現(xiàn)不合理的疲勞破壞，進而保證正確測出鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度。本實用新型的目的主要通過以下技術方案實現(xiàn):波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，包括夾頭本體，所述夾頭本體的下端面構成前低后高的斜面，夾頭本體下方設有中夾塊及位于中夾塊一側(cè)且間隔中夾塊一定距離設置的側(cè)夾塊，中夾塊和側(cè)夾塊兩者的上端面均構成前低后高且傾角與夾頭本體下端面傾角相同的斜面，中夾塊和側(cè)夾塊兩者的上端面均與夾頭本體下端面接觸。本實用新型中夾頭本體下端面、中夾塊上端面及側(cè)夾塊上端面均構成前低后高的斜面，具體指三者前端的水平高度低于后端的水平高度。本實用新型應用于疲勞試驗機上時，所需本實用新型的夾頭的數(shù)量為四個，疲勞試驗機的上、下夾持系統(tǒng)分別連接本實用新型的數(shù)量為兩個，上夾持系統(tǒng)中的兩個夾頭相對設置，下夾持系統(tǒng)中的兩個夾頭也相對設置，上夾持系統(tǒng)中兩個夾頭的夾頭本體斜面之間區(qū)域的縱向截面為上寬下窄的等腰梯形狀，下夾持系統(tǒng)中兩個夾頭的夾頭本體斜面之間區(qū)域的縱向截面為下寬上窄的等腰梯形狀，如此，上、下夾持系統(tǒng)構成自鎖系統(tǒng)。在本實用新型應用時，波形鋼板的平直段放入上、下夾持系統(tǒng)同一側(cè)夾頭的中夾塊與側(cè)夾塊之間的區(qū)域，波形鋼腹板鋼梁試驗件中作為鋼翼緣板試件的試驗件基板上端由上夾持系統(tǒng)連接的兩個夾頭夾緊鎖牢，試驗件基板下端由下夾持系統(tǒng)連接的兩個夾頭夾緊鎖牢，波形鋼腹板鋼梁試驗件的波形鋼板上端平直段放入上夾持系統(tǒng)連接的兩個夾頭中任意一個夾頭的中夾塊與側(cè)夾塊之間的區(qū)域，波形鋼板下端平直段放入下夾持系統(tǒng)中一個夾頭的中夾塊與側(cè)夾塊之間的區(qū)域，其中，上、下夾持系統(tǒng)容置波形鋼板的夾頭位于試驗件基板的同一側(cè)。疲勞試驗機工作時上、下夾持系統(tǒng)拉動試驗件基板，由于波形鋼板具有手風琴效應，抗拉承載能力幾乎為零，本實用新型通過夾持試驗件基板后拉動試驗件基板，加載在試驗件基板上試驗力能較好的實現(xiàn)對彎矩產(chǎn)生的波形鋼腹板鋼梁翼緣等效拉應力的模擬，進而能保證檢測鋼翼緣板與波形鋼板的焊接部位的疲勞強度正常進行。作為優(yōu)選，所述側(cè)夾塊的數(shù)量為兩塊，兩塊側(cè)夾塊分別分布于中夾塊的左右兩側(cè)。因試驗件基板板邊距試驗件基板與波形鋼板焊接部位存在一定的間距，本實用新型通過將側(cè)夾塊的數(shù)量設置為兩塊，這不僅能加強對試驗件基板的固定，而且能進一步保證加載力在試驗件基板上均勻的施加。為了增加本實用新型結構的整體性，作為優(yōu)選，所述中夾塊與兩塊側(cè)夾塊中的任意一塊側(cè)夾塊通過橫向螺栓連接。所述夾頭本體下端面的中央部位下凸構成有凸塊，該凸塊的下端面構成前低后高且傾角與中夾塊上端面傾角相同的斜面，所述中夾塊上端面與該凸塊的下端面接觸，兩塊側(cè)夾塊均通過螺栓連接在該凸塊上。為了保證本實 用新型結構的勻稱，作為優(yōu)選，所述中夾塊的中心線與夾頭本體的中心線重合，兩塊側(cè)夾塊沿夾頭本體的中心線對稱分布。為了便于將本實用新型的夾頭連接在疲勞試驗機的上、下夾持系統(tǒng)上，作為優(yōu)選，所述夾頭本體的上端連接有壓頭連接桿，所述壓頭連接桿的上端設有外螺紋。如此，本實用新型應用時可通過螺紋匹配的方式連接在疲勞試驗機上，便于安裝和拆卸。為了增強中夾塊和側(cè)夾塊與試驗件基板的初始咬合，作為優(yōu)選，所述中夾塊和側(cè)夾塊兩者的下端面均構成有凸紋。作為優(yōu)選，所述夾頭本體下端面、中夾塊上端面及側(cè)夾塊上端面三者的傾角均為20°。其中，夾頭本體下端面、中夾塊上端面及側(cè)夾塊上端面三者的傾角均為三者與水平面的夾角。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:(1)因波形鋼板本身對沿受拉縱向的變形貢獻較小，加載在試驗件基板上的試驗力能較好的實現(xiàn)對彎矩產(chǎn)生的梁翼緣等效拉應力的模擬，本實用新型應用于疲勞試驗機上時，波形鋼板上下端的平直段位于夾頭的中夾塊和側(cè)夾塊之間的區(qū)域，試驗件基板的上下兩端均通過兩個夾頭固定，即試驗件基板上下兩端被夾緊鎖牢的部位分別位于試驗件基板上下兩端的端頭位置，上下端的中夾塊和側(cè)夾塊受力中心對齊，如此，試件能被有效夾持并保證試驗件基板受拉應力能較均勻的分布，同時波形鋼板能在縱向連續(xù)而不在夾持端外部中斷，從而有效的避免了波形鋼板端部與翼緣基板連接的端焊縫處在夾持端外部形成疲勞薄弱部位，進而能避免檢測疲勞強度時局部受力狀態(tài)與實際情況不符及過早出現(xiàn)不合理的疲勞破壞，通過本實用新型對焊接波形鋼腹板鋼梁進行固定，能可靠地實現(xiàn)模擬焊接波形鋼腹板梁在翼緣受拉狀態(tài)的拉伸疲勞加載。(2)本實用新型的中夾塊、側(cè)夾塊及夾頭本體均為獨立結構，如此，便于針對不同夾持試件的厚度和波形高度對中夾塊和側(cè)夾塊進行更換，使本實用新型應用更加廣泛，且在中夾塊和側(cè)夾塊出現(xiàn)磨損時，也便于對中夾塊和側(cè)夾塊進行更換。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為焊接波形鋼腹板試驗件的結構示意圖；圖3為本實用新型應用于疲勞試驗機并夾持試驗件時的結構示意圖。附圖中附圖標記所對應的名稱為:1、夾頭本體，2、中夾塊，3、側(cè)夾塊，4、橫向螺栓，
5、壓頭連接桿，6、上夾持系統(tǒng)，7、下夾持系統(tǒng)，8、試驗件基板，9、波形鋼板。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例1:如圖1所示，波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，包括夾頭本體1，其中，夾頭本體I的下端面構成前低后高的斜面，即夾頭本體I下端面前端的水平高度低于其下端面后端的水平高度。夾頭本體I下方設有中夾塊2和側(cè)夾塊3，側(cè)夾塊3位于中夾塊2 —側(cè)且間隔中夾塊2 —定距離設置，中夾塊2和側(cè)夾塊3兩者的上端面均構成前低后高且傾角與夾頭本體I下端面傾角相同的斜面，即中夾塊2和側(cè)夾塊3兩者的上端面均為前端水平高度低于后端水平高度的楔形結構，中夾塊2和側(cè)夾塊3兩者沿垂直夾頭本體I的剖面均有一個剖面為直角梯形狀，中夾塊2和側(cè)夾塊3兩者的上端面均與夾頭本體I下端面接觸。如圖2所示，焊接波形鋼腹板鋼梁的試驗件包括試驗件基板8及垂直試驗件基板8上端面且焊接在試驗件基板8上端面的波形鋼板9。其中，焊接波形鋼腹板鋼梁的試驗件為截取現(xiàn)有波形鋼腹板鋼梁中的一段，或采用波形鋼腹板鋼梁的等效試驗件。如圖3所示，疲勞試驗機的上、下夾持系統(tǒng)分別連接有兩個本實施例的夾頭，試驗件基板8的上端由上夾持系統(tǒng)6連接的兩個夾頭夾緊鎖牢，試驗件基板8下端由下夾系統(tǒng)7連接的兩個夾頭夾緊鎖牢，而波形鋼板9上下兩端的平直段位于中夾塊2與側(cè)夾塊3之間的區(qū)域。實施例2:為了保證加載在試驗件基板8上的作用力能均勻的施加，本實施例與實施例1的主要區(qū)別在于:本實施例中側(cè)夾塊3的數(shù)量為兩塊，兩塊側(cè)夾塊3分別分布于中夾塊2的左右兩側(cè)。實施例3:為了提高夾頭結構的 整體性，本實施例在實施例2的基礎上增加了以下結構:本實施例的中夾塊2與兩塊側(cè)夾塊3中的任意一塊側(cè)夾塊3通過橫向螺栓4連接。[0028]實施例4:本實施例與實施例2或?qū)嵤├?的主要區(qū)別在于:本實施例中夾頭本體I下端面的中央部位下凸構成有凸塊，該凸塊的下端面構成前低后高且傾角與中夾塊2上端面傾角相同的斜面，中夾塊2上端面與該凸塊的下端面接觸，兩塊側(cè)夾塊3均通過螺栓連接在該凸塊上。實施例5:本實施例在實施例2 4中的任意一個實施例的基礎上做出了以下改進:本實施例中夾塊2的中心線與夾頭本體I的中心線重合，兩塊側(cè)夾塊3沿夾頭本體I的中心線對稱分布。實施例6:本實施例在實施例1 5中的任意一個實施例的基礎上做出了以下改進:本實施例的夾頭本體I的上端連接有壓頭連接桿5，壓頭連接桿5的上端設有外螺紋，如此，本實施例便于通過螺紋匹配的方式連接在疲勞試驗機上。實施例7:本實施例在實施例1 6中的任意一個實施例的基礎上做出了以下改進:為了增強中夾塊2和側(cè)夾塊3與試驗件基板8的初始咬合，中夾塊2和側(cè)夾塊3兩者的下端面均構成有凸紋，其中，凸紋類似于微齒面，以增加中夾塊和側(cè)夾塊3與試驗件基板8之間的接觸摩擦。實施例8:本實施例在實施例 1 7中的任意一個實施例的基礎上做出了以下改進:本實施例中夾頭本體I下端面、中夾塊2上端面及側(cè)夾塊3上端面三者的傾角均為20°，即三者與水平面的夾角優(yōu)選為20°。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型做的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式
只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:包括夾頭本體(I)，所述夾頭本體(I)的下端面構成前低后高的斜面，夾頭本體(I)下方設有中夾塊(2)及位于中夾塊(2)—側(cè)且間隔中夾塊(2) —定距離設置的側(cè)夾塊(3)，中夾塊(2)和側(cè)夾塊(3)兩者的上端面均構成前低后高且傾角與夾頭本體(I)下端面傾角相同的斜面，中夾塊(2)和側(cè)夾塊(3 )兩者的上端面均與夾頭本體(I)下端面接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述側(cè)夾塊(3)的數(shù)量為兩塊，兩塊側(cè)夾塊(3)分別分布于中夾塊(2)的左右兩側(cè)。
3.根據(jù)權利要求2所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述中夾塊(2)與兩塊側(cè)夾塊(3)中的任意一塊側(cè)夾塊(3)通過橫向螺栓(4)連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述夾頭本體(I)下端面的中央部位下凸構成有凸塊，該凸塊的下端面構成前低后高且傾角與中夾塊(2)上端面傾角相同的斜面，所述中夾塊(2)上端面與該凸塊的下端面接觸，兩塊側(cè)夾塊(3)均通過螺栓連接在該凸塊上。
5.根據(jù)權利要求2所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述中夾塊(2)的中心線與夾頭本體(I)的中心線重合，兩塊側(cè)夾塊(3)沿夾頭本體(I)的中心線對稱分布。
6.根據(jù)權利要求1所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述夾頭本體(I)的上端連接有壓頭連接桿(5)，所述壓頭連接桿(5)的上端設有外螺紋。
7.根據(jù)權利要求1 6中任意一項所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述中夾塊(2)和側(cè)夾塊(3)兩者的下端面均構成有凸紋。
8.根據(jù)權利要求1 6中任意一項所述的波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，其特征在于:所述夾頭·本體(I)下端面、中夾塊(2)上端面及側(cè)夾塊(3)上端面三者的傾角均為20°。
專利摘要本實用新型公開了波形鋼腹板鋼梁疲勞強度檢測用的夾頭裝置，包括夾頭本體(1)，其中，夾頭本體(1)的下端面構成前低后高的斜面，夾頭本體(1)下方設有中夾塊(2)及位于中夾塊(2)一側(cè)且間隔中夾塊(2)一定距離設置的側(cè)夾塊(3)，中夾塊(2)和側(cè)夾塊(3)兩者的上端面均構成前低后高且傾角與夾頭本體(1)下端面傾角相同的斜面，中夾塊(2)和側(cè)夾塊(3)兩者的上端面均與夾頭本體(1)下端面接觸。本實用新型整體結構簡單，便于實現(xiàn)，采用本實用新型夾持焊接波形鋼腹板鋼梁試驗件，并在檢測焊接部位的疲勞強度時能避免局部受力狀態(tài)與實際情況不符及過早出現(xiàn)不合理疲勞破壞，進而保證正確測出焊接部位的疲勞強度。
文檔編號G01N3/04GK203117041SQ20132014918
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權日2013年3月29日
發(fā)明者王志宇, 王清遠 申請人:四川大學