[發(fā)明專利]一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具

在審

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• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113281163A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 經(jīng)緯;陳洪恩;經(jīng)來旺;薛維培;王旭;郭瑞;劉書辛
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具，包括底座、伸縮桿、上壓板、彈簧、緩沖橡膠墊片、兩側(cè)擋板、抗折墊塊和穩(wěn)定彈簧伸縮桿；所述底座為長方體板，在底座上設(shè)置有用于安裝兩側(cè)擋板的溝槽和安裝抗折墊塊的預(yù)留孔；所述伸縮桿共分為三截，底座和伸縮桿最下截連接，上壓板和伸縮桿最上層連接，整個伸縮桿工作原理和雨傘主桿相仿，各截卡扣處安裝緩沖橡膠墊片，且各伸縮桿內(nèi)壁做潤滑處理減小試驗過程中伸縮桿各截處摩擦力對試驗影響。本發(fā)明裝置可完成抗拉及抗折兩種試驗，且易操作、成本低，并能有效提高試驗數(shù)據(jù)的精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石及混凝土試件力學(xué)試驗領(lǐng)域，具體是一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具。

背景技術(shù)

眾所周知，煤礦巷道以及隧道等大型工程需要對工程中巖石體進(jìn)行充分的力學(xué)性能研究；同樣大型土木工程中混凝土也需要進(jìn)行各種力學(xué)性能測試。因為巖石和混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，所以項目上發(fā)生的巖土工程事故和土木工程建筑物破壞基本上都是拉伸破壞引起的。因此，巖石、混凝土的抗拉強(qiáng)度是材料力學(xué)性能研究的一個重要參數(shù)。對巖石、混凝土的抗拉試驗，實驗室通常采用巴西劈裂試驗來測試出巖石以及混凝土的抗拉強(qiáng)度。根據(jù)煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測定方法第十部分規(guī)定，巴西劈裂試驗試件直徑一般為48mm-54mm，厚度是直徑的0.25倍-0.75倍，試件在實驗室較容易制作，且整個試驗操作簡單，故該方法是實驗室最常用的測定巖石及類巖石混凝土抗拉強(qiáng)度的試驗方法。

巴西劈裂方法的原理是把圓柱狀巖石試件側(cè)曲面放置于壓力機(jī)的承壓板上(常規(guī)情況下分為有放置墊條和無放置墊條兩種)，然后進(jìn)行加壓，使試件受力后沿著直徑方向劈裂破壞，根據(jù)彈性理論求解其抗拉強(qiáng)度。墊條的目的是為了把試件承受的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂睆椒较虻姆植季€性載荷,使試件中產(chǎn)生垂直于荷載作用線張應(yīng)力。

巴西劈裂試驗在實驗室實驗中通常有以下幾種方式：(1)將試件直接放在壓力機(jī)的上、下加載板然后施加豎向荷載，但該方法加載時試件可能會在受壓時發(fā)生移動，給實驗造成一定的不確定因素。(2)圓柱形試件上、下采用長方體墊塊，然后對墊塊施加豎向荷載，但該方式相比上一種試驗更容易滑落。(3)采用直徑為2mm的墊條置于試件的上下兩側(cè)，然后通過上下加載板施加豎向壓力，該方式雖然試驗效果好，但由于墊條的存在可能導(dǎo)致拉伸荷載軸線與試樣軸線無法精準(zhǔn)重合，從而使得試驗結(jié)果產(chǎn)生偏差，無法滿足巴西劈裂理論要求。此外，采用墊條還容易導(dǎo)致試件在加壓過程中發(fā)生滾動，造成試驗不便。

常規(guī)的抗拉試驗雖然夾具獲取方式簡單，但是傳統(tǒng)抗拉試驗的夾具在試驗過程中極易給實驗帶來一定的擾動。試件的加載過程中極易由于試件滾滑造成試件的偏移，影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，尤其是當(dāng)采用墊條加載的方式時這種情況尤為明顯。此外，放置墊條時的抗拉試驗過程中很難保證墊條的位置準(zhǔn)確位于試件半圓弧的正中間處，因此進(jìn)行抗拉試驗破壞時數(shù)據(jù)誤差相對較大。

在收集試驗?zāi)＞咝畔r發(fā)現(xiàn)試件夾具大多功能單一，比如市面上的部分夾具只能做單一試驗，做不同類型試驗時需更換夾具，造成試驗不便。因此有必要設(shè)計一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具來改善上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具，本發(fā)明特點是，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、實用性強(qiáng)，服務(wù)于巖石、混凝土類巖石力學(xué)理論與試驗、試驗誤差小，使抗拉試驗試件放置位置和受力位置準(zhǔn)確、抗外部干擾性強(qiáng)，并且還可以用于抗折試驗，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種實驗室抗拉抗折兩用試驗夾具，所述試驗夾具包括底座、伸縮桿、上壓板、彈簧、緩沖橡膠墊片、兩側(cè)擋板、抗折墊塊和穩(wěn)定彈簧伸縮桿；所述底座為長方體板，在底座上設(shè)置有用于安裝兩側(cè)擋板的溝槽和安裝抗折墊塊的預(yù)留孔；所述伸縮桿共分為三截，底座和伸縮桿最下截連接，上壓板和伸縮桿最上層連接，整個伸縮桿工作原理和雨傘主桿相仿，各截卡扣處安裝緩沖橡膠墊片，且各伸縮桿內(nèi)壁做潤滑處理減小試驗過程中伸縮桿各截處摩擦力對試驗影響。