[發明專利]一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法及裝置

在審

• 申請號: 202211447025.7
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115931599A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 周小燚;錢盛域
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

1.一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：

步驟1：通過試驗所測的銷軸式連接構件的尺寸對金屬定板的寬度、厚度驗算設計，推算出金屬板開口處截面的抗拉強度大于銷軸抗剪強度；

步驟2：對所測試的銷軸進行3次切削處理，分別切削出用于粘貼應變片的兩個平面，及用于固定銷軸轉動的一個凹槽；

步驟3：安裝試驗構件并連接采集儀，液壓伺服測試系統與動態信號采集系統同時開啟，加載方式為分級加載，計算出銷軸彈性階段的應變數值變化理論曲線，再每次加載過程中進行驗證，以確保完成銷軸發生純剪切破壞的目的；

步驟4：當加載過程中液壓伺服測試系統輸出的荷載-位移曲線出現明顯屈服階段，則停止分級加載方案，持續加載直至銷軸發生剪切破壞，輸出荷載-位移曲線與應變-時間曲線，經過數據分析，得到最終的剪切應變-剪切應力曲線。

2.根據權利要求1所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：步驟1中所述根據所測試的銷軸構件的尺寸，計算出銷軸所需剪切破壞的剪切應力τ_P，推導出此時需要的荷載F，根據預設的固定板截面尺寸，求出此固定板開孔處的截面應力σ，若截面應力大于容許應力，即，σ＞[σ]，則重新設計固定板截面尺寸。

3.根據權利要求1所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：步驟2中所述對銷軸構件進行三次切割，首先，對稱式對銷軸兩端圓截面切削出兩個貫通式的凹槽；其次靠近銷軸的一端垂直于前兩個切割面，切削出一個貫通的凹槽；最終，在預設剪切面粘貼應變片。

4.根據權利要求1所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：步驟3中所述計算出銷軸剪切應變與荷載的理論公式，計算出彈性階段荷載與應變的關系式，得到預設分級加載應變終值，將理論值ε_p與實測值ε_m進行對比，其誤差小于±5％時，表明銷軸構件發生純剪切變形，達到復核試驗目的。

5.根據權利要求1所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：步驟4中所述計算出銷軸發生銷軸產生塑性變形的所需的屈服荷載F_y，當分級荷載加載至預設的屈服荷載附近時，注意觀察液壓伺服系統輸出的荷載-位移曲線，當荷載-位移曲線出現明顯的屈服段時，取消分級加載方案，一直加載至銷軸發生剪切破壞，分析處理試驗數據，得到剪切應變-剪切應力曲線。

6.根據權利要求4所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗方法，其特征在于：計算出銷軸剪切應變與荷載的理論公式，由于本試驗裝置為雙剪切破壞裝置，剪切面荷載為系統輸出荷載的一半，即理論應變值為ε_p：

式中，A_s為銷軸的截面積；G為銷軸的剪切模量，在分級加載過程中驗證剪切應變的理論值ε_p與實測值ε_m，其相對誤差在±5％內，認為此時銷軸構件發生純剪切破壞。

7.一種基于權利要求1-6任一項所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗裝置，其特征在于：包括上部構件、下部構件、固定螺釘(7)、夾持螺釘(8)和固定旋轉金屬片(6)，上部構件包括一個開圓孔(5)的上金屬固定板(1)；下部構件包括互相焊接而成的三片金屬板，三片金屬板分別為右金屬夾持板(2)、左金屬夾持板(3)和下金屬固定板(4)，左、右金屬夾持板開設有對應的圓孔(5)；

固定旋轉金屬片(6)通過固定螺釘(7)安裝在左金屬夾持板(3)和右金屬夾持板(2)上，且上金屬固定板(1)、左金屬夾持板(3)和右金屬夾持板(2)上均設有對應的矩形開孔(9)，用夾持螺釘(8)固定，施加夾持力。

8.根據權利要求7所述的一種懸索橋吊索銷接連接件銷軸剪切試驗試驗裝置，其特征在于：還包括液壓伺服測試系統，上金屬固定板(1)和下金屬固定板(4)用于固定在液壓伺服測試系統上。