[發明專利]受壓全曲線試驗裝置及方法

無效

• 申請號: 201410236062.2
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103983509A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 陳育志;宣衛紅;王瑤;王潘繡
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明涉及試驗技術領域，尤其是一種混凝土或巖石等脆性材料受壓全曲線試驗裝置及方法。

背景技術

混凝土的應力－應變關系是鋼筋混凝土構件強度計算、超靜定結構內力分析、結構延性計算和鋼筋混凝土有限元分析的基礎。幾十年來，人們作了廣泛的努力，研究混凝土應力－應變關系。混凝土的受壓和受拉應力應變全曲線,能很好反映它的基本力學特性,是研究混凝土結構和鋼筋混凝土結構的強度、變形、損傷和斷裂理論的主要依據之一。

但混凝土屬于準脆性材料，獲得其應力應變全曲線的試驗技術比較困難。經過不斷努力和嘗試，科研人員逐漸發現混凝土脆性破壞主要是由于試驗機剛度不足造成的重要結論，后來很多學者開始采用剛度很大的試驗機進行混凝土全曲線試驗研究。近階段研究成果表明，采用液壓伺服試驗機比如MTS和INSTRON按照位移或試件本身變形為控制進行全曲線試驗效果更好。

若想得到有效的混凝土應力應變全曲線，必須要在試驗中采集準確的試件變形值。而當混凝土在受壓達到或接近最大荷載時，試件內部及表面開始出現裂縫，繼續加載時，試件表面甚至會脫落，在試件表面粘貼應變片或綁定引伸計都會受到影響，無法全過程采集到真實有效的變形。而試驗機自身的位移由于存在各種銜接縫隙，也只能作為參考。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種試驗裝置，引伸計固定在該裝置上能夠全過程采集試件變形，不受試件達到峰值后損壞的影響，而且采集位移值只包括試件的變形。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種受壓全曲線試驗裝置，包括引伸計和引伸計固定架，其特征在于：引伸計固定架包括上下兩個套環，伸縮導桿安裝在兩套環之間，引伸計安裝在伸縮導桿上連接試驗機；引伸計固定架高度不小于試件高度，引伸計固定架四周與試件不接觸。

優選的，伸縮導桿包括兩根凹凸對接的凹桿和凸桿，凹桿具有凹槽，凹槽內設有彈簧，凸桿凸出部分伸入凹槽內與彈簧接觸，凸桿與凹桿的連接段的直徑大于彈簧內徑；引伸計兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上。

優選的，沿套環一周設有供伸縮導桿穿過的圓孔，伸縮導桿兩端連接支座。

優選的，支座為萬向球鉸支座，萬向球鉸支座設有與伸縮導桿連接的螺紋接口。

優選的，套環為圓形，沿一周間隔90°設置四個圓孔或間隔120°設置三個圓孔，伸縮導桿兩端與套環安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。

優選的，套環為方形，沿一周間隔90°設置四個圓孔，伸縮導桿兩端與套環安裝部位直徑小于圓孔直徑，中間段直徑大于圓孔直徑。

優選的，引伸計固定架所用材料為輕質合金。

一種受壓全曲線試驗裝置的試驗方法，包括如下幾個步驟：

一、安裝試驗裝置：先放置下部套環，將試件放于套環中間，凸桿伸入凹桿與彈簧接觸，將伸縮導桿插入套環周圍圓孔，同時從套環底部將萬向球鉸支座與伸縮導桿擰緊，然后安裝上部套環，將套環套在試件外面，圓孔穿過伸縮導桿上端外螺紋段，從套環上面擰緊萬向球鉸支座；

安裝完畢后，試件固定架的高度不小于試件高度，引伸計固定架安裝在試驗機上下壓板之間；

二、啟動試驗機，使上下壓板壓縮伸縮導桿并接觸試件，上下壓板壓緊試件施加荷載至預設入口力后暫停試驗機，將引伸計兩刀口分別綁定在凹桿和凸桿上，可以隨同伸縮導桿一起變形，引伸計數據采集端連接試驗機；

三、繼續啟動試驗機，以引伸計的變形作為加載速度控制信號繼續加載，直至加載到試驗目標值，記錄試驗機的荷載值和引伸計變形值。

本發明具有如下有益效果：引伸計固定架不是依附于試件上，因此試件開裂甚至表面脫落不會連帶固定架，因此引伸計設在該固定架上，整個過程可以穩定采集數據；該固定架是安放在試驗機上下壓板之間，采集的數據為試驗機上下壓板之間的位移，而壓板壓實試件上下表面后，上下壓板之間的相對位移就是試件的變形，也就是說通過該固定架，引伸計僅采集了試件的變形值。拆卸方便，試驗結束后方便拆卸保管。

附圖說明

圖1：本發明受壓全曲線試驗裝置結構示意圖；

圖2：引伸計固定架結構示意圖；

圖3：伸縮導桿結構示意圖；

圖4：一種套環結構示意圖；

圖5：一種套環結構示意圖；

圖6：一種套環結構示意圖。

具體實施方式

結合附圖，對本發明做進一步詳細說明。