水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置制造方法及圖紙

一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，該裝置包括框架組件、球鉸組件、可滑動框架組件和鋼帶；框架組件連接可滑動框架組件，可滑動框架組件連接球鉸組件，球鉸組件連接鋼帶。本發明專利技術具體優點如下：1.該裝置操作簡單，方便拆卸，成本低。2.該裝置的預埋螺桿與粘結的鋼片能保證試件在拉伸時減少應力集中而引起的試件兩端的不規則斷裂。3.采用柔性約束，鋼帶與球鉸組件能提高對中而不產生端部附加彎矩，有效消除軸向偏心。4.有效消除了應力集中現象，增大了受力面積，增強了框架組件的整體穩定性。5.能反應荷載作用下對試件損傷的影響。6.通過LVDT回彈式位移傳感器與鋼帶相連，測試鋼帶的位移，鋼帶的位移也是整體位移的一部分，不能忽略測試。

【技術實現步驟摘要】
水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置
本專利技術屬于一種減少試件軸向偏心的裝置，特別是用于水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗。
技術介紹
吳中偉先生曾指出，復合化是水泥基材料高性能化的主要途徑，而纖維增強是其核心。纖維的使用可以有效地消除水泥基材料早期開裂、提高材料抗拉強度和韌性，纖維增強混凝土或纖維增強砂漿隨著纖維生產技術的提高和外加劑產品性能的不斷進步在性能和應用上得到了長足發展。已有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置并未大范圍得到應用,其主要原因:(1)有現有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置結構復雜,設計加工難度高,成本較高；(2)使用現有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置對試件加載時操作難度較高,較難保證試驗中受拉試樣的軸線與拉伸荷載作用線重合,難以保證軸心受拉，附加彎矩的出現也難以避免,導致實驗結果誤差較大；（3）現有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置中,無論是對試件兩端直接夾持還是使用預埋螺栓方法,受拉試樣在拉伸端都容易產生應力集中,發生端部破壞，造成應力分布不均；（4）現有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置均是利用彈簧對試件加載應力,在長期環境因素作用下,彈簧的彈性系數會發生改變,造成在嚴酷環境條件下的長期性能試驗中,加載應力發生不可預期的變化；（5）現有的直接施加軸向拉伸應力的試驗裝置中,對試件尺寸要求特殊,需要配套相應的成型模具,成型的操作難度較大。目前，普通試驗機在開始加載后，剛性框架與試驗機僅通過擋板和連桿作用面小，受力集中，導致框架中受力稍有不均，則可對試件施加較大的附加彎矩，試件也很容易受到偏心破壞。中國專利“一種減少拉伸試件軸向偏心的裝配裝置及操作方法”（CN105508357A）公開了一種減少拉伸試件軸向偏心的裝配裝置及操作方法，采用對試件端部高粘結材料對稱粘結鋼片時，通過解決粘貼過程中粘貼鋼片上圓孔位置的對中問題以及粘貼材料的均勻性和粘貼平整度的問題。該裝置雖然在一定程度上解決了試件軸心位置的問題，但其拆裝復雜，人為操作時一旦圓孔位置不能對中，膠層厚度控制不好，會對試件產生偏心受拉現象。
技術實現思路
專利技術目的：本專利技術提供一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其目的是解決水泥基復合材料試件軸心不能準確對中，而產生端部（附加）彎矩的問題，還利用預埋螺桿和試件端部粘結鋼片的方式，避免水泥基復合材料試件在端部破壞。構造簡單,操作方便,且具有位移動態測試功能。技術方案：專利技術是通過以下技術方案實現的：一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：該裝置包括框架組件、球鉸組件、可滑動框架組件和鋼帶；框架組件連接可滑動框架組件，可滑動框架組件連接球鉸組件，球鉸組件連接鋼帶。可滑動框架組件上裝有能在可滑動框架組件上進行上下滑動的可滑動桿，可滑動桿上設有使用時連接螺桿的一端的可滑動螺帽，螺桿的另一端使用時預埋在試件中。可滑動框架組件連接鋼片的一端，鋼片的另一端使用時通過粘結劑與試件相連。框架組件的兩側裝有與計算機相連且能通過計算機對試件的位移進行實時監控的電阻式位移傳感器，計算機還連接使用時設置在試件兩側的對試件進行位移測量的LVDT直線位移傳感器。LVDT回彈式位移傳感器與鋼帶相連。球鉸組件通過軸承連接鋼帶。球鉸組件通過連接臂與可滑動框架組件的四角處螺栓連接。優點效果：本專利技術提供一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，本專利技術主要針對水泥基復合材料，還可以推廣到水泥砂漿等材料，水泥基復合材料拉伸強度低，制作試件的試件尺寸一般較小，以板式試件和長方形試件為主，還有用8字形試件。該裝置包括框架組件、球鉸組件、可滑動框架組件。框架組件兩側設有電阻式位移傳感器與計算機相連測量位移，其兩端通過連接臂連接到球鉸組件連接，球鉸組件一端通過軸承與鋼帶連接于試驗機夾具。鋼帶采用的鋼號為A3,鋼帶性質穩定，鋼的硬度較好，有韌性，剛性較好，不易腐蝕。螺栓連接可以提高部件之間的連接強度，不容易在連接處出現疲勞和裂紋。可滑動框架組件在主件上裝有可滑動桿，可滑動桿上設有可滑動螺帽用于連接在試件中預埋的螺桿。預埋的螺桿采用耐腐蝕、不銹鋼、強度高的材質，螺桿端部有螺紋。可滑動框架組件還通過螺栓連接的方式與鋼片通過粘結劑與試件相連試件可根據實驗所需的尺寸大小進行制備。試件兩端需要預埋螺桿，預埋時要使其水平，埋深相同，并將螺紋處與可滑動螺帽7旋緊。監測裝置由LVDT回彈式位移傳感器和電阻式位移傳感器與計算機相連組成，通過LVDT回彈式位移傳感器和電阻式位移傳感器與計算機相連實時采集數據，取兩者平均值，能夠準確估計位移變化，分析位移變化，實現動態測試。LVDT回彈式位移傳感器和電阻式位移傳感器，所采集的數據均用以監測荷載作用下的試件損傷情況。LVDT回彈式位移傳感器的型號為SDVB20M，該儀器優點在于耐磨性強，精度高。LVDT回彈式位移傳感器與鋼帶相連，測試鋼帶的位移，鋼帶的位移也是整體位移的一部分，不能忽略測試。本專利技術具體優點如下：1.該裝置操作簡單，方便拆卸，成本低，可以根據需要調整試件尺寸，并且裝置可以重復利用，造價低，試驗裝置體積小。各組成部件的結構簡單，便于加工，試驗時可根據試件需要調整裝置組裝時的位置。由于試驗裝置體積小，幾乎不需要占用較大的空間，試驗結束后便于存放。2.該裝置的預埋螺桿與粘結的鋼片能保證試件在拉伸時減少應力集中而引起的試件兩端的不規則斷裂，試件端部的四周粘結鋼片，并通過螺栓連接的方式與外部拉伸裝置相連，拉伸應力分布均勻，框架組件能大大提高試驗機的整體剛度。3.采用柔性約束，鋼帶與球鉸組件能提高對中而不產生端部附加彎矩，有效消除軸向偏心，將鋼片用粘貼劑與試件端部相連，能有效增大試件拉伸時的作用面積，減少試件端部的受力，降低試件端部提前發生斷裂的概率。4.試件端部螺栓連接的鋼片以四角處螺栓連接方式固定到可滑動組件上，有效消除了應力集中現象，增大了受力面積，增強了框架組件的整體穩定性。5.通過LVDT回彈式位移傳感器與電阻式位移傳感器采集的數據，取其平均值來準確實時地監控位移的變化，也能反應荷載作用下對試件損傷的影響。6.通過LVDT回彈式位移傳感器與鋼帶相連，測試鋼帶的位移，鋼帶的位移也是整體位移的一部分，不能忽略測試。附圖說明：圖1為本專利技術水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置結構主視圖。圖2為本專利技術水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置結構俯視圖。圖3為可滑動框架結構示意圖。圖中，1為框架組件、2為球鉸組件、3為可滑動框架組件、4為軸承、5為連接臂、6為螺桿、7為可滑動螺帽、8為可滑動桿、9為鋼片、10為LVDT直線位移傳感器、11為電阻式位移傳感器、12為鋼帶、13為試件、14為LVDT回彈式位移傳感器。具體實施方式：如圖1所示，本專利技術提供一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，該裝置包括框架組件1、球鉸組件2、可滑動框架組件3和鋼帶12；框架組件1連接可滑動框架組件3，可滑動框架組件3連接球鉸組件2，球鉸組件2連接鋼帶12。可滑動框架組件3上裝有能在可滑動框架組件上進行上下滑動的可滑動桿8，可滑動桿8上設有使用時連接螺桿6的一端的可滑動螺帽7，螺桿6的另一端使用時預埋在試件13中。可滑動框架組件3連接鋼片9的一端，鋼片9的另一端使用時通過粘結劑與試件13相連。即可滑動框架組件3通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：該裝置包括框架組件（1）、球鉸組件（2）、可滑動框架組件（3）和鋼帶（12）；框架組件（1）連接可滑動框架組件（3），可滑動框架組件（3）連接球鉸組件（2），球鉸組件（2）連接鋼帶（12）。

【技術特征摘要】
1.一種水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：該裝置包括框架組件（1）、球鉸組件（2）、可滑動框架組件（3）和鋼帶（12）；框架組件（1）連接可滑動框架組件（3），可滑動框架組件（3）連接球鉸組件（2），球鉸組件（2）連接鋼帶（12）。2.根據權利要求1所述的水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：可滑動框架組件（3）上裝有能在可滑動框架組件上進行上下滑動的可滑動桿（8），可滑動桿（8）上設有使用時連接螺桿（6）的一端的可滑動螺帽（7），螺桿（6）的另一端使用時預埋在試件（13）中。3.根據權利要求1或2所述的水泥基復合材料試件的軸向拉伸試驗裝置，其特征在于：可滑動框架組件（3）連接鋼片（9）的一端，鋼片（9）的另一端使用時通過粘結劑與試件（...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃志強，馬晨峰，鮑文博，劉朋，肖靖耀，江荷曲，王耀明，徐向新，
申請(專利權)人：沈陽工業大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21