[發明專利]一種纖維網或布片的軸拉試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201711293204.9
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108007768B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 張勤;趙永勝;韋宗延;邴鵬
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發明公開了一種纖維網或布片的軸拉試驗裝置及試驗方法，包括上軸拉夾頭和下軸拉夾頭；上軸拉夾頭頂部與拉力試驗機的上拉頭相連接，下軸拉夾頭底部與拉力試驗機的下拉頭相連接；上軸拉夾頭和下軸拉夾頭均包括連接件、Y型傳力桿件、鋼軸和楔形夾具；Y型傳力桿件包括一體設置的主干和兩個杈枝，主干的尾端設置有與球形凹槽相鉸接的鉸球；鋼軸的縱截面為半圓形，兩個杈枝的尾端均與鋼軸相連接；鋼軸的中心設置有楔形凹槽，楔形夾具能插放至楔形凹槽中；楔形夾具包括兩塊相對設置的鋼夾板，鋼夾板相向的一側均設置有凹凸齒狀條紋。本發明能將纖維網或布片有效夾持和對中，結構簡單、操作方便、方法可靠且測試準確度較高。

技術領域

本發明涉及建筑用高性能纖維材料力學性能試驗裝置及試驗方法，特別是一種纖維網或布片的軸拉試驗裝置及試驗方法。

背景技術

近年來，隨著材料工業的發展，一些具有高強度、高彈性模量、低密度等優異性能的纖維材料(如碳纖維、玄武巖纖維及芳綸纖維等)被廣泛應用于國民經濟各個領域。其中，高性能纖維布、網以及其增強的樹脂基和水泥基等復合材料因具有輕質高強、耐腐蝕、施工方便及對環境影響小等優點，正逐漸應用于混凝土結構的加固、補強和新型結構體系中。在實際結構中，纖維網、布起增強筋作用，其抗拉力學性能是影響復合材料性能及加固補強效果的關鍵。

進行纖維網、布的抗拉強度測試時，要求纖維網與夾具在不發生相對滑移時被拉斷，此時纖維束與夾具間的粘結力F_s應大于纖維束的極限拉力，即：

F_s≥nσ_fA_f (1)

式中，n為纖維束中單股纖維粗紗的根數；σ_f為單股纖維粗紗的抗拉強度，單位MPa； A_f為單股纖維粗紗的截面面積，單位mm²；F_s為纖維束與夾具間的粘結力，單位N。

纖維束與夾具間的粘結力F_s按如下式(2)進行計算：

F_s＝τ_uπd_eql (2)

式中，τ_u為纖維束與夾具(含橡膠墊片)間的平均粘結強度，單位MPa；τ_u與夾具接觸面間的摩擦力F_f成正比，F_f越大則τ_u越大；l為纖維束的錨固長度或夾持長度，單位mm； d_eq為單股纖維粗紗的等效直徑，單位mm。

假設夾具提供的夾持力為F_N，纖維束與夾具橡膠墊間的靜摩擦系數為μ(接觸面無凹凸齒狀條紋的情況下μ＝0.6～0.9)。則摩擦力F_f與夾持力F_N的關系可用下式表達：

Ff＝μF_N (3)

令τ_u＝F_f/k，聯合式(1)～(3)，可得粘結力F_s、夾持力F_N與纖維抗拉強度σ_f的關系：

式中，k為摩擦力F_f與平均粘結強度τ_u的比例系數。