[發明專利]高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置及方法

有效

• 申請號: 202110332252.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113049386B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉何稚;王強;葛亮;吳迪;盧貝
• 申請（專利權）人: 三峽國際能源投資集團有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：它包括試件夾持機構和拉伸測量機構；所述拉伸測量機構位于試件夾持機構的上楔形夾（11）和下楔形夾（12）之間，拉伸測量機構兩側的螺桿（21）上端與試件夾持機構的上楔形夾（11）滑動配合，螺桿（21）下端與下楔形夾（12）連接固定；位移傳感器（26）的固定端與上夾具（22）連接固定，伸縮端與下夾具（23）抵觸；上楔形夾（11）和下楔形夾（12）承受荷載后，螺桿（21）上端的限位螺母（25）與上楔形夾（11）抵觸將荷載轉移至拉伸測量機構；

所述試件夾持機構包括上楔形夾（11）和下楔形夾（12），以及位于上楔形夾（11）和下楔形夾（12）上設置的楔形槽（13）；

所述上楔形夾（11）和下楔形夾（12）上的楔形槽（13）的橫截面較小的一端相互對稱，上楔形夾（11）和下楔形夾（12）遠離橫截面較小的一端設置連接板（14）；

所述拉伸測量機構包括上夾具（22）和下夾具（23），螺桿（21）位于上夾具（22）和下夾具（23）的夾持孔兩側。

2.根據權利要求1所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：所述上楔形夾（11）下側面設置通孔與螺桿（21）滑動配合，下楔形夾（12）上側面設置螺紋孔與螺桿（21）螺紋配合。

3.根據權利要求1所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：所述螺桿（21）兩端分別設置固定螺母（24）和限位螺母（25），固定螺母（24）與螺桿（21）連接固定，限位螺母（25）與螺桿（21）螺紋配合。

4.根據權利要求3所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：所述螺桿（21）上的固定螺母（24）和限位螺母（25）分別位于下夾具（23）下側面的下部和上夾具（22）上側面的上部。

5.根據權利要求1所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：所述上夾具（22）和下夾具（23）為組合結構，分別由兩個相互對稱的夾板組成，緊固件穿過兩個夾板組成一個整體。

6.根據權利要求1所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置，其特征是：所述上夾具（22）的夾板兩端分別設置安裝孔，位移傳感器（26）的固定端與安裝孔配合，鎖緊螺釘穿過安裝孔與位移傳感器（26）抵觸鎖緊。

7.根據權利要求1~6任一項所述的高延性水泥基復合材料位移控制持荷裝置的控制方法，其特征是，它包括如下步驟：

S1，夾持，上夾具（22）和下夾具（23）分別夾持狗骨試件（3）的均勻直線段的兩端；位移傳感器（26）位于上夾具（22）的兩端與其連接固定；

S2，插入，將螺桿（21）上端插入上楔形夾（11）下側面的通孔內，此時，螺桿（21）下端不與下楔形夾（12）連接；

S3，扣合，將狗骨試件（3）兩端的變徑段分別扣入上楔形夾（11）和下楔形夾（12）的楔形槽（13）內；

S4，連接，將螺桿（21）上端從上楔形夾（11）的通孔內向下拔出一段距離，使螺桿（21）下端與下楔形夾（12）的螺紋孔對應，施加固定螺母（24）的旋鈕力驅動螺桿（21）旋轉與下楔形夾（12）的螺紋孔配合，直至固定螺母（24）與下楔形夾（12）上側面抵觸鎖緊；

S5，試驗準備，萬能材料力學試驗機的拉伸端與上楔形夾（11）的連接板（14）連接，萬能材料力學試驗機的固定座與下楔形夾（12）的連接板（14）連接；位移傳感器（26）和萬能材料力學試驗機與PLC控制系統連接；對位移傳感器（26）進行復位歸零；

S6，試驗，萬能材料力學試驗機向上拉伸上部的上楔形夾（11），狗骨試件在拉伸的過程中其均勻直線段受拉變形、發生延展及產生裂縫；

S7，位移，在S6中，狗骨試件受拉后位移傳感器（26）將感應的位移數據傳輸給PLC控制系統，同時PLC控制系統記錄萬能材料力學試驗機的拉力大??；

S8，限位，依次重復S6，當萬能材料力學試驗機達到試驗設定值后，旋轉限位螺母（25）使其與上楔形夾（11）下側面抵觸；此時，螺桿（21）的限位螺母（25）和固定螺母（24 ）分別與上楔形夾（11）和下楔形夾（12）抵觸；

S9，卸荷和持荷，解除萬能材料力學試驗機與上楔形夾（11）和下楔形夾（12）的連接，拉伸荷載轉移至試件夾持機構和拉伸測量機構，保持受拉后的狗骨試件在應變狀態下不卸荷；之后再對試件裂縫分布型式進行觀察。