[發明專利]基于落錘試驗的混凝土動態直接拉伸試驗裝置及其方法

有效

• 申請號: 201611241169.1
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106596299B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 陳徐東;黃業博;徐文磊;陳晨
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開一種基于落錘試驗的混凝土動態直接拉伸試驗裝置，包括澆筑模具、由澆注模具澆筑而成的試件和用于測試拉伸力學性能的固定裝置，試件包括由上至下依次設置的第一圓柱體和第二圓柱體，試件延軸向開有盲孔，盲孔直徑小于第二圓柱體直徑，固定裝置上安裝用于對盲孔施加沖擊荷載的沖擊棒，沖擊棒底部設有圓盤。與普通圓柱體試件和梁形試件相比，本發明采用的試件結構簡單且具有更小的質量，在固定裝置和試件的接觸區放置橡膠墊或橡膠盤，有利于降低內力作用和沖擊荷載讀數受慣性作用的影響，與傳統測量方法相比，本發明能直接測得在中應變率條件下混凝土的動態直接拉伸力學性能，數據準確率高，誤差小，可操作性強，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及建筑材料的力學性能測試方法，具體涉及一種基于落錘試驗的混凝土動態直接拉伸試驗裝置及其方法。

背景技術

混凝土是最常見的建筑材料，但人們對混凝土的研究還遠遠不夠。目前，對于混凝土的動態力學方面的研究主要集中于霍普金森實驗方法和落錘實驗方法，霍普金森的試驗方法主要分為直接拉伸和間接拉伸，直接拉伸操作十分困難，試驗難度系數大，且間接拉伸計算得到的強度不能完全等效于混凝土的直接拉伸強度。因此提供一種高效的混凝土直接拉伸力學性能試驗方法具有非常重大的意義。

發明內容

本發明提供基于落錘試驗的混凝土動態直接拉伸試驗裝置及其方法，以解決現有技術中存在的直接拉伸操作困難和間接拉伸數據不準確的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于落錘試驗的混凝土動態直接拉伸試驗裝置，包括試件和用于測試拉伸力學性能的固定裝置，試件包括由上至下依次設置的第一圓柱體和第二圓柱體，第一圓柱體直徑大于第二圓柱體直徑，試件延軸向開有盲孔，盲孔直徑小于第二圓柱體直徑，固定裝置上安裝用于對盲孔施加沖擊荷載的沖擊棒，沖擊棒底部設有圓盤，圓盤直徑小于盲孔直徑。

進一步的，還包括用于澆筑形成試件的澆筑模具，所述澆筑模具包括兩個由上至下直徑依次減小的圓柱體模具，兩個圓柱體模具通過圓臺模具相接，圓臺模具兩端直徑分別與兩個圓柱體模具直徑相同，圓臺模具直徑延軸向由上至下依次減小，澆筑模具內伸入用于形成盲孔的導管。

進一步的，所述第一圓柱體和第二圓柱體通過圓臺過渡段相接，圓臺過渡段一端直徑與第一圓柱體直徑相同，另一端直徑與第二圓柱體直徑相同，圓臺過渡段直徑延軸向由上至下依次減小。

進一步的，所述固定裝置還包括底座、兩個對稱設置在底座上的支撐柱、導向管、壓力板和落錘，壓力板兩端分別與穿入支撐柱的導向管相連，每個導向管分別延與其相連的支撐柱縱向滑動，壓力板頂部放置用于產生沖擊荷載的鐵塊，壓力板底部安裝豎直向下的落錘，落錘底部設有沖擊棒，底座上設有用于固定試件的鋼管，沖擊棒縱向中心線與鋼管縱向中心線重合。

進一步的，所述壓力板底部中心安裝豎直向下的落錘，落錘底部中心設有沖擊棒。

進一步的，所述沖擊棒為圓柱體，圓盤底部設置橡膠盤，圓盤直徑不小于沖擊棒直徑。

進一步的，所述第二圓柱體上延其圓周方向設置應變片，且在應變片下方延垂直于縱軸線方向切割第二圓柱體形成橫向凹口，用于控制試件的斷裂位置，盲孔底部內側放置橡膠墊，沖擊棒上延其圓周方向設置應變片，然后將試件通過鋼管放置在固定裝置的底座上，沖擊棒與盲孔位置相對且二者縱向中心線重合，通過改變壓力板頂部鐵塊的重量使沖擊棒在不同鐵塊重量的壓力作用下對試件產生不同的沖擊力，并通過應變片測量拉伸數值，得到試件的拉伸應變和沖擊棒產生的沖擊荷載大小。

進一步的，所述第二圓柱體中部延同一高度的圓周方向等間距粘接四個應變片，所述沖擊棒底部同一高度的圓周方向上延縱向軸線等間距粘接四個應變片。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：