[實(shí)用新型]混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721150170.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN207231907U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王碩;武立偉;陳海彬;許懿;蘇幼坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所13103
• 代理人: 張?jiān)坪?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及混凝土抗拉檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

混凝土是一種內(nèi)部不均勻的脆性材料，具有抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低的特性，混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€分為上升段和下降段兩部分，目前，對(duì)于普通混凝土在軸向荷載作用下的應(yīng)力的應(yīng)變曲線研究較多，國(guó)內(nèi)外學(xué)者建立了許多模型，但對(duì)于相關(guān)試驗(yàn)的研究較少，其主要原因在于在一般材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€試驗(yàn)中，由于試驗(yàn)機(jī)剛度不足，造成當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最大拉應(yīng)力后的曲線不能呈現(xiàn)，而出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是混凝土試件是脆性材料，裂紋擴(kuò)展直至貫通試件及其短暫，加載裝置內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量瞬間釋放，造成試件突然破壞，采集設(shè)備無法采集下降段數(shù)據(jù)，尤其對(duì)于高應(yīng)變率的測(cè)量更加困難，為了能夠得到混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€，需要一種能夠精確控制加載速率，同時(shí)在混凝土達(dá)到極限拉應(yīng)力時(shí)，能夠瞬間吸收大部分加載裝置集聚的能量的試驗(yàn)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在解決上述問題，從而提供一種能夠精確控制加載速率、同時(shí)吸收大部分加載裝置集聚的能量的混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型解決所述問題，采用的技術(shù)方案是：

一種混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變?nèi)€測(cè)量裝置，包括豎向加載機(jī)構(gòu)和變形測(cè)量機(jī)構(gòu)；

豎向加載機(jī)構(gòu)包括MTS作動(dòng)器、混凝土反力架、剛性桿、底座、關(guān)節(jié)軸承、連接板、拉力傳感器、加載頭，MTS作動(dòng)器的上端固定于混凝土反力架上，通過自反力的形式施加豎向荷載，MTS作動(dòng)器的下端連接加載頭，底座設(shè)置在混凝土反力架上，加載頭通過剛性桿與底座相連接，加載頭與底座之間通過關(guān)節(jié)軸承、拉力傳感器、連接板固定有試件；

變形測(cè)量機(jī)構(gòu)包括LVDT位移計(jì)、位移計(jì)支架和位移計(jì)頂桿，位移計(jì)支架固定安裝在試件上，LVDT位移計(jì)、位移計(jì)頂桿分別固定安裝在位移計(jì)支架上。

采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的特點(diǎn)是：

①試驗(yàn)加載速率可控，從而可對(duì)不同應(yīng)變率的影響效應(yīng)進(jìn)行分析，加載過程中應(yīng)變率控制穩(wěn)定，可達(dá)到勻速加載，采用剛性桿吸收加載裝置集聚的能量，變形小，對(duì)混凝土下降段的測(cè)量影響小，裝置設(shè)計(jì)合理，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確；

②采用剛性桿吸收混凝土達(dá)到極限應(yīng)力時(shí)加載裝置集聚的能量，受力均勻，變形小，對(duì)試件影響較小，對(duì)混凝土下降段的測(cè)量影響小；

③采用動(dòng)態(tài)加載作動(dòng)器，可對(duì)不同應(yīng)變率狀態(tài)下混凝土單軸受拉應(yīng)力的應(yīng)變曲線進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行對(duì)比分析。

作為優(yōu)選，本實(shí)用新型更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

加載頭和底座上分別設(shè)置有關(guān)節(jié)軸承，兩個(gè)關(guān)節(jié)軸承分別通過銷栓與加載頭和底座鉸接，加載頭下端的關(guān)節(jié)軸承連接拉力傳感器，拉力傳感器和底座上端的關(guān)節(jié)軸承分別通過連接板與試件的上端和下端連接。

剛性桿設(shè)置四根且呈對(duì)稱狀布置在加載頭與底座之間，試驗(yàn)中通過四根剛性桿吸收加載裝置集聚的能量，以測(cè)量得到混凝土受拉下降段曲線。

位移計(jì)支架設(shè)置兩個(gè)且分別通過緊固螺栓固定安裝在試件上，位移計(jì)頂桿設(shè)置四個(gè)、LVDT位移計(jì)設(shè)置兩個(gè)且分別呈對(duì)稱狀布置在位移計(jì)支架上，位移計(jì)頂桿、LVDT位移計(jì)與位移計(jì)支架支架通過緊固螺栓固定連接，四個(gè)相同尺寸的位移計(jì)頂桿，其作用是調(diào)整兩個(gè)位移計(jì)支架的相互位置，位移計(jì)支架與試件之間采用緊固螺栓進(jìn)行固定，LVDT位移計(jì)分別布置在試件兩側(cè)對(duì)稱位置，以減少測(cè)量帶來的誤差，位移計(jì)頂桿、LVDT位移計(jì)與位移計(jì)支架之間采用緊固螺栓進(jìn)行固定，方便快捷。

MTS作動(dòng)器為244.41S型。

銷栓為階梯型結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)避免出現(xiàn)穿心困難的問題。

拉力傳感器與試件上端的連接板之間設(shè)置有調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿為正反螺紋結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)螺桿的中間位置上設(shè)置有凹槽，以調(diào)整裝置高度，消除連接裝置的縫隙，使試件處于受力和非受力的臨界狀態(tài)。

連接板分別黏貼在試件的上端和下端，連接板與試件接觸部分的尺寸與試件端面尺寸相同，試件與連接板采用黏貼的形式進(jìn)行連接，這種連接方式可有效避免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，減小試件尺寸，且施工簡(jiǎn)單，操作方便。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明實(shí)施例主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 是本發(fā)明實(shí)施例局部安裝試件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 是本發(fā)明實(shí)施例局部安裝試件的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4 是本發(fā)明實(shí)施例變形測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5 是本發(fā)明實(shí)施例變形測(cè)量機(jī)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；