[發明專利]一種用于測試巖石單軸拉伸性能的楔形夾具

在審

• 申請號: 202110023751.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112665984A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 項華松;馬冬冬;張蓉蓉;潘長春;黃坤;施宇航
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于測試巖石單軸抗拉性能的楔形夾具，由夾盒、巖石標準試件、夾片、彈簧、連桿、同步圓盤、中軸、后盤組成，其中夾盒內沿環向對稱分布四個夾片，夾盒內部設置有供夾片安置的球形滑槽，夾片外側設置有球形凸起構件，球形滑槽供夾片滑動，各夾片均與對應的連桿相連，連桿通過設置在夾盒內的限位孔與同步圓盤相連，連桿與夾片接觸端設置彈簧，同步圓盤中心設有圓孔供中軸穿過，本發明具有結構簡單、易操作、實用性強等特點。

技術領域

本發明涉及一種用于測試巖石單軸拉伸性能的楔形夾具。

背景技術

工程中巖石易拉不易壓的特性使得張拉應力引起的損壞問題越來越多，目前在測試巖石拉伸強度一般采用巴西劈裂試驗和彎曲試驗等間接方法，其中巴西劈裂試驗最為常見，這是一種間接拉伸試驗方法，巖石并非處于真實的拉伸應力狀態下，其測試結果存在誤差。現有的巖石軸向直接拉伸裝置，所用的夾具有兩種形式：粘接式和摩擦式。其中粘接式由于人工粘接操作過程中粘接的不均勻性，導致拉伸過程偏心；摩擦式由于容易引起應力集中，試件未拉伸而提前受到損傷，所以現有的直接拉伸存在諸多問題而得不到真實的巖石單軸拉伸性能。

因此，減少巖石單軸拉伸試驗中應力集中和拉伸偏心是亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種用于測試巖石單軸拉伸性能的楔形夾具，可以克服現有技術中巖石拉伸強度測試裝置在測試過程中拉伸存在的應力集中和拉伸偏心的技術難題，同時本發明具有結構簡單、易操作、實用性強等特點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于測試巖石單軸拉伸性能的楔形夾具，是由夾盒、巖石標準試件、夾片、彈簧、連桿、同步圓盤、中軸、后盤組成。其中夾盒內沿環向對稱分布四個夾片，夾盒內部設置有供夾片安置的球形滑槽，夾片外側設置有球形凸起構件，球形滑槽供夾片滑動，各夾片均與對應的連桿相連，連桿通過設置在夾盒內的限位孔與同步圓盤相連，連桿與夾片接觸端設置彈簧，同步圓盤中心設有圓孔供中軸穿過，中軸與后盤相連。

上述夾具中，所述夾盒、中軸、后盤是一次性澆筑而成。

上述夾具中，所述夾盒內壁開有沿環向對稱分布的四個球形滑槽。

上述夾具中，所述夾片為圓弧狀的楔形夾片。

上述夾具中，所述夾片外側面都有球狀凸起構件，用于在所述球形滑槽內滑動。

上述夾具中，所述夾盒底端中開有沿圓心對稱分布的限位孔，用于連桿連接夾片與同步圓盤。

上述夾具中，所述同步圓盤、連桿、中軸、后盤均為圓柱體。

上述夾具中，所述彈簧為壓縮彈簧。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

①通過所述夾片外側球形凸起構件可以在夾盒內球形滑槽滑動，保證在拉伸試驗過程中夾片只沿軸向運動，且在四個夾片端部均有連桿，連桿穿過外筒的限位孔固定在同步圓盤，再次保證每個夾片在拉伸試驗過程中沿著軸向同步運動，保證了拉伸過程中的不偏心；

②通過在夾盒內沿環向對稱分布的四條夾片，夾片可以在夾盒內球形滑槽中滑動，且相鄰的夾片之間形成軸向孔隙并相互獨立，從而夾片可以產生徑向收縮，便于巖石試件進入和夾緊巖石試件；

③通過運用楔形自鎖原理，使得在拉伸過程中，隨著夾片與夾盒的相對位移增大，夾片與巖石試件之間的摩擦力增大，這樣的夾具可以簡單快捷的夾持試件，不需要粘接，從而避免了粘接偏心，而且受力面積大，從而有效的減小應力集中現象；

④通過利用所述彈簧，可以在拉伸之前，提供一個夾持力，便于固定所述巖石標準試件。

附圖說明