[實用新型]一種基于霍普金森壓桿的動態粘結性能測試裝置

有效

• 申請號: 201821937805.9
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN209311243U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 李慶華;謝磊;徐世烺
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/06;G01N3/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型公開了一種基于霍普金森壓桿的動態粘結性能測試裝置，屬于動態性能測試領域。包括固定支座、反力箱、傳力框架、撞擊接頭、夾具、信號處理系統。固定支座固定于霍普金森壓桿試驗裝置的導軌上，同時對傳力框架的移動起到限位作用，反力箱與固定支座連為一體，用于為試件提供支撐反力，傳力框架將子彈撞擊霍普金森壓桿后產生的沖擊壓力傳遞至夾具，夾具用于夾持筋材并施加沖擊拉力，撞擊接頭用于承受入射桿的沖擊荷載，并將其傳遞至傳力框架，信號處理系統將試驗過程中的信號轉換處理為相應的荷載和位移數據。本實用新型的特點是結構簡單，安裝拆卸方便，適用性強，在現有霍普金森壓桿試驗裝置的基礎上實現不同加載速率下筋材動態粘結性能的測試。

技術領域

本實用新型涉及動態性能測試設備領域，尤其涉及一種基于霍普金森壓桿的動態粘結性能測試裝置。

背景技術

筋材與混凝土構成組合材料在現代建筑領域發揮了巨大的作用，鋼筋混凝土便是其中最典型的一個例子，鋼筋與混凝土通過兩者接觸面之間的粘結作用，實現鋼筋和混凝土之間力的傳遞及變形協調，因此鋼筋與混凝土能夠協同工作并發揮出良好的力學性能。自19世紀鋼筋混凝土結構在工程建設領域得到廣泛應用后，人們又陸續發展出一系列質輕高強、耐久性好的纖維增強復合材料（FRP）來替代鋼筋，產生了耐久性較好的FRP筋混凝土結構。由于鋼筋與混凝土的粘結作用是實現共同工作的保證，因此人們對筋材與混凝土之間的粘結性能進行了一系列實驗，最常見的是鋼筋的拉拔試驗，然而采用拉力試驗機進行的鋼筋拉拔試驗只能實現鋼筋的靜態拉拔，拔出的速率較低，隨著結構面臨的動態荷載日益增加，如地震荷載、爆炸荷載等，人們亟需一種能夠測量筋材在動態荷載下與混凝土的粘結性能的裝置。

目前霍普金森桿是研究材料在沖擊荷載下力學性能的一種試驗裝置，但目前人們極少應用霍普金森桿進行筋材的動態粘結性能試驗。專利號201310043920。7公開了一種適用于霍普金森壓桿的鋼筋拉拔試驗裝置，但該裝置結構較復雜，在應用時安裝繁瑣，同時采用膠水連接入射桿與試驗裝置，造成后期清理入射桿上的殘余膠水較為困難，同時現有的霍普金森壓桿系統阻尼裝置一般安裝于透射桿的后端，因此該裝置直接在承力臺一側設置阻尼顯得較為困難。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于霍普金森壓桿的動態粘結性能測試裝置，可以直接在現有的霍普金森桿試驗裝置上進行筋材與混凝土的動態粘結性能試驗。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于霍普金森壓桿的動態粘結性能測試裝置，其特征在于：包括固定支座、反力箱、傳力框架、撞擊頭、夾具、傳感器；固定支座設置與霍普金森壓桿試驗裝置的導軌連接的結構，傳力框架與固定支座活動連接，固定支座對傳力框架的移動具有導向結構；反力箱與固定支座連為一體，用于為試件提供支撐反力，夾具和撞擊接頭與傳力框架固定，傳力框架將子彈撞擊霍普金森壓桿后產生的沖擊壓力傳遞至夾具，夾具用于夾持試件的筋材并施加沖擊拉力，撞擊接頭用于承受入射桿的沖擊荷載，并將其傳遞至傳力框架。

進一步地，所述的固定支座兩側設有凹槽，凹槽的寬度與傳力框架兩側端板的厚度匹配，傳力框架兩側端板的下端插入到所述凹槽中并滑動連接。

進一步地，所述固定支座的與霍普金森壓桿試驗裝置的導軌連接的結構包括固定支座兩側向下伸出的端板及其上分別設有的固定螺紋孔。

進一步地，所述的反力箱包括反力板與緩沖板，反力板中部設有供筋材穿過的方形孔洞，在方形孔洞旁安裝有激光位移傳感器，可以實時測量反力板與傳力框架前端板之間的距離，從而得到筋材在拉拔過程中的位移，緩沖板后端面上（以霍普金森壓桿沖擊的方向為前）安裝有緩沖彈簧，當筋材被完全拉拔出混凝土時，彈簧可以對繼續向前移動的傳力框架起到緩沖減速的作用，防止反力箱在試驗時受到多次撞擊而損壞。

進一步地，所述的固定支座最后端（以霍普金森壓桿沖擊的方向為前）至緩沖板上自由狀態下的緩沖彈簧最后端的距離D大于筋材在混凝土中的錨固長度。