[發(fā)明專(zhuān)利]一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置及試驗(yàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711275841.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108287103A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫濤;孫彥峰;劉強(qiáng);高曉穎;周飛羽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/00;G01N3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，包括壓力加載系統(tǒng)、試樣承臺(tái)、預(yù)應(yīng)力加載系統(tǒng)、測(cè)試和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述壓力加載系統(tǒng)由反力立柱、橫梁、底座、伺服給進(jìn)裝置A 和加載頭組成，所述反力立柱與底座固定連接，所述橫梁固定在兩個(gè)所述反力立柱上，所述伺服給進(jìn)裝置A 固定在所述橫梁中間；所述壓力傳感器一端與所述加載頭固定連接，另一端與所述伺服給進(jìn)裝置A 固定連接；所述試樣承臺(tái)固定在所述壓力加載系統(tǒng)內(nèi)部；所述預(yù)應(yīng)力加載系統(tǒng)包括伺服給進(jìn)裝置B 、拉力傳感器、加載板和支撐環(huán)臺(tái)，所述伺服給進(jìn)裝置B 固定在所述底座里，所述拉力傳感器一端與所述伺服給進(jìn)裝置B 連接，一端與加載板連接，所述支撐環(huán)臺(tái)放置在所述底座上方；所述測(cè)試系統(tǒng)包括壓力傳感器、位移傳感器和激光位移計(jì)；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集器和電腦；將制備好的試樣安放在試樣承臺(tái)上，通過(guò)預(yù)應(yīng)力加載系統(tǒng)和壓力加載系統(tǒng)向面狀材料試樣分別施加預(yù)應(yīng)力和壓力，通過(guò)所述測(cè)試與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)讀取所述壓力傳感器、位移傳感器和激光位移計(jì)的數(shù)據(jù)計(jì)算出面狀材料試樣所承受的壓力、位移及撓度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，其特征在于：所述底座由上、下兩層鋼板組成，所述上層鋼板呈方形，在中間設(shè)置一個(gè)位移測(cè)量孔，貫穿鋼板，在四周以正六邊形角點(diǎn)排布設(shè)置6個(gè)貫穿孔。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，其特征在于：所述試樣承臺(tái)依據(jù)面狀材料和連接方式不同，分為兩種類(lèi)型：對(duì)于噴射混凝土面狀材料的鉸接約束模式，所述試樣承臺(tái)為圓柱形，頂面呈球面，稱(chēng)為鉸接試樣承臺(tái)；對(duì)于土工合成材料、鋼絲網(wǎng)面狀材料的固定約束模式，所述試樣承臺(tái)由支撐柱和試樣夾具組成，所述試樣夾具通過(guò)螺栓固定在支撐柱上，稱(chēng)為固定試樣承臺(tái)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，其特征在于：所述鉸接試樣承臺(tái)通過(guò)將所述支撐柱插入所述底座上層鋼板的正六邊形布置的貫穿孔內(nèi)把支撐柱與底座連接；所述固定試樣承臺(tái)，將所述支撐柱穿過(guò)所述底座上層鋼板的正六邊形布設(shè)的貫穿孔與所述預(yù)應(yīng)力加載系統(tǒng)的加載板固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，其特征在于：所述預(yù)應(yīng)力施加系統(tǒng)包括伺服給進(jìn)裝置B 、拉力傳感器、加載板和支撐環(huán)臺(tái)，所述伺服給進(jìn)裝置B 固定在所述底座中，所述拉力傳感器一端與所述伺服給進(jìn)裝置B 固定連接，另一端與加載板中心固定連接，所述加載板為高強(qiáng)度金屬板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置，其特征在于：所述位移傳感器設(shè)置在所述位移計(jì)支架上，測(cè)試加載頭位移；所述激光位移計(jì)設(shè)置在所述底座中間，通過(guò)激光穿過(guò)所述底座內(nèi)部上層鋼板的位移測(cè)量孔測(cè)量試樣中心的位移。

7.一種通用面狀材料張力、應(yīng)變及撓度測(cè)試裝置的測(cè)試方法，如下：

（1）根據(jù)試驗(yàn)要求制作試驗(yàn)試樣，如，對(duì)于噴射混凝土面狀材料需要在試模中制作后并養(yǎng)護(hù)，對(duì)于土工合成材料面狀材料、鋼絲網(wǎng)面狀材料裁剪成相應(yīng)的尺寸；

（2）根據(jù)測(cè)試要求將測(cè)試試樣正確放置在試樣承臺(tái)上，

對(duì)于噴射混凝土面狀材料鉸接約束模式，選擇鉸接試樣承臺(tái)，將面狀材料試樣準(zhǔn)確放置在所述鉸接試樣承臺(tái)上，并使面狀材料試樣中心與所述上層鋼板的位移測(cè)量孔的中心以及所述加載頭的中心一致；對(duì)于土工合成材料面狀材料、鋼絲網(wǎng)面狀材料的固定約束模式，選擇固定試樣承臺(tái)，將面狀材料試樣放置在面狀材料夾具上拉平并夾緊，將面狀材料夾具與固定試樣承臺(tái)的支撐柱固定連接，使試樣中心與所述上層鋼板的位移測(cè)量孔的中心以及所述加載頭的中心一致；

（3）將位移傳感器和壓力傳感器安置在相應(yīng)位置，并通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集器連接，并測(cè)試各傳感器與數(shù)據(jù)采集器的連接情況，確保傳感器和數(shù)據(jù)采集器的完好；

（4）對(duì)于土工合成材料、鋼絲網(wǎng)面狀材料，可以通過(guò)控制所述預(yù)應(yīng)力加載系統(tǒng)中的伺服給進(jìn)裝置B 向下拉動(dòng)所述加載板使面狀材料試樣與所述支撐環(huán)臺(tái)接觸，并張緊，施加應(yīng)力，通過(guò)所述拉力傳感器讀數(shù)記錄預(yù)應(yīng)力值；

（5）啟動(dòng)所述伺服給進(jìn)裝置A ，使得加載頭剛好觸碰試樣，并將各傳感器歸零；

（6）啟動(dòng)所述伺服給進(jìn)裝置A 、數(shù)據(jù)采集器，用電腦自動(dòng)記錄各傳感器的數(shù)據(jù)，并繪制荷載位移曲線；

（7）保存數(shù)據(jù)，并將伺服給進(jìn)裝置A 退回，取下試樣，準(zhǔn)備下一個(gè)試驗(yàn)；

（8）重復(fù)（2）-（7），進(jìn)行一個(gè)新的試驗(yàn)；

（9）試驗(yàn)完畢后，關(guān)閉各系統(tǒng)電源。