专利名称：一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于道路工程材料疲劳强度测定技术领域，尤其是涉及一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪。
背景技术：
道路材料疲劳强度是描述道路工程材料力学特性的重要参数，因而对道路工程材料疲劳强度的测定相当重要，对其相关参数测量的精确度要求也越来越高。在道路工程中，水泥混凝土、浙青混凝土以及不同改性剂改良的改良土(也称稳定土)的疲劳强度一直是重要的设计参数。目前，现如今所采用的道路材料疲劳强度疲劳测试仪，存在加载方式较为复杂、不能快速、简便等缺陷。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能解决现有道路材料疲劳强度测试仪存在的加载方式较为复杂且不能快速、简便、准确地反映所检测非均匀道路工程材料疲劳强度等缺陷。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于包括动荷载加载机构和同轴套装在环状被测试件内的圆环套件；所述动荷载加载机构包括在自身重力作用下自由下落且自由下落过程中向环状被测试件内壁施加径向且均匀的动态内压力的锥形滑块、固定安装在锥形滑块正上方且在自身重力作用下与锥形滑块同步自由下落的落锤和将落锤与锥形滑块组装为一体的连接机构，所述圆环套件为与锥形滑块配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件内壁的套装件，所述落锤和锥形滑块均与环状被测试件呈同轴布设；所述环状被测试件呈水平向布设，所述锥形滑块为外表面光滑且由上至下直径逐渐缩小的锥形棒，且锥形滑块与所述圆环套件呈同轴布设。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述动荷载加载机构还包括自由下落过程中对落锤与锥形滑块进行导向的导向滑杆和供导向滑杆底部固定安装的水平试验台架，所述导向滑杆呈竖直向布设且其与环状被测试件呈同轴布设，所述落锤和锥形滑块呈同轴布设，且落锤和锥形滑块中部分别开有供导向滑杆穿过的通孔一和通孔
--O上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述连接机构为设置有外螺纹且与锥形滑块呈同轴布设的圆形连接管，所述圆形连接管的底部固定安装在锥形滑块的正上方，所述落锤与圆形连接管之间以螺纹方式进行连接，且所述通孔一为与所述外螺纹相配合使用的内螺纹且其直径与圆形连接管的内径一致。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述动荷载加载机构还包括插销，所述导向滑杆上部由上至下开有多个插销孔，多个所述插销孔的结构和尺寸均与插销的结构和尺寸一致，且插销与多个所述插销孔相配合使用并组成通过调整落锤与锥形滑块的下落高度对作用在环状被测试件的动态内压力大小进行调整的加载力调整机构。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述插销孔呈水平向布设且插销水平向插装入插销孔内，所述落锤与锥形滑块下落之前水平放置于对其下落高度进行限定的插销上。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述落锤为横截面为圆环状的圆环锤。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述锥形滑块为横截面为等边三角形的三角锥滑块。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述落锤的数量为多个，且多个所述落锤通过所述连接机构由上至下固定安装在锥形滑块的正上方；多个所述落锤均与环状被测试件呈同轴布设。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述圆环套件的高度与环状被测试件的高度相同；且所述圆环套件为由三个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成
的三瓣式滑块。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是所述水平试验台架包括水平台、水平放置于水平台上的空心铁罐和垫装在空心铁罐上的水平垫板，所述环状被测试件水平放置于水平垫板上，空心铁罐位于锥形滑块正下方，且水平垫板上开有供导向滑杆穿出的通孔，所述导向滑杆的底部固定在水平台上。上述一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征是还包括用于水平固定环状被测试件的试件固定装置。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、结构简单且加工制作及拆装方便。2、使用操作简便且适用面广，适用于水泥混凝土、浙青混凝土、改良土、重塑土等多种道路工程材料疲劳强度的测定，其被测试件制成环状，实验时通过在环状试件内壁施加径向且均匀的内压力，而试件同时在环向方向产生拉应力，当试件内壁压力反复作用到一定大小后，试件发生破坏，之后对实验数据进行分析便可得到试件的疲劳强度。3、加载方式简单方便且测试效果准确，本实用新型巧妙地通过三角锤和锥形滑块相配合对环状被测试件施加动态加载力，与此同时通过圆环套件将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件的内壁上，自由下落过程中三角锤和锥形滑块通过导向滑杆进行导向。并且实验过程中，施加在环状被测试件上的加载力大小调整方便且通过对落锤的重量与三角锤和锥形滑块的下落高度进行换算，即可分析得出加载力的具体数值，因而无需再对锥形滑块作用在环状被测试件的内应力进行测试。4、实验结果非常稳定，测试结果能完整准确反映所检测材料的疲劳强度，由于实验过程中，环状试件的每个断面的受力情况都相同，因此在本测试中，从环状试件内壁对试件进行均匀施力，试件自动从最薄弱的断面破坏，这使得道路工程材料的非均匀性得到了考虑，与其它的实验方法相比具有明显的优越性。综上所述，本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能从环状试件内壁对试件进行均匀施力，能有效解决现有疲劳强度测试装置中存在的加载方式较为复杂、且不能快速、简便、准确地反映所检测非均匀道路工程材料疲劳强度等缺陷。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型的使用状态参考图。图2为本实用新型除水平试验台架外的结构示意图。图3为本实用新型除落锤、插销与水平试验台架外的立体结构示意图。附图标记说明I-插销孔； 2-导向滑杆； 3-落锤；4_锁紧螺母； 5-锥形滑块；6-三瓣式滑块；7_环状被测试件； 8-1-水平台； 8-2-空心铁罐；8-3_水平垫板；9-插销。
具体实施方式
如图I、图2及图3所示，本实用新型包括动荷载加载机构和同轴套装在环状被测试件7内的圆环套件；所述动荷载加载机构包括在自身重力作用下自由下落且自由下落过程中向环状被测试件7内壁施加径向且均匀的动态内压力的锥形滑块5、固定安装在锥形滑块5正上方且在自身重力作用下与锥形滑块5同步自由下落的落锤3和将落锤3与锥形滑块5组装为一体的连接机构，所述圆环套件为与锥形滑块5配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件7内壁的套装件，所述落锤3和锥形滑块5均与环状被测试件7呈同轴布设。所述环状被测试件7呈水平向布设，所述锥形滑块5为外表面光滑且由上至下横截面逐渐缩小的锥形棒，且锥形滑块5与所述圆环套件呈同轴布设。本实施例中，所述动荷载加载机构还包括自由下落过程中对落锤3与锥形滑块5进行导向的导向滑杆2和供导向滑杆2底部固定安装的水平试验台架，所述导向滑杆2呈竖直向布设且其与环状被测试件7呈同轴布设，所述落锤3和锥形滑块5呈同轴布设，且落锤3和锥形滑块5中部分别开有供导向滑杆2穿过的通孔一和通孔二。实际加工时，所述连接机构为设置有外螺纹且与锥形滑块5呈同轴布设的圆形连接管4，所述圆形连接管4的底部固定安装在锥形滑块5的正上方，所述落锤3与圆形连接管4之间以螺纹方式进行连接，且所述通孔一为与所述外螺纹相配合使用的内螺纹且其直径与圆形连接管4的内径一致。所述动荷载加载机构还包括插销9，所述导向滑杆2上部由上至下开有多个插销孔I，多个所述插销孔I的结构和尺寸均与插销9的结构和尺寸一致，且插销9与多个所述插销孔I相配合使用并组成通过调整落锤3与锥形滑块5的下落高度对作用在环状被测试件7的动态内压力大小进行调整的加载力调整机构。本实施例中，多个所述插销孔I呈均匀布设。所述插销孔I呈水平向布设且插销9水平向插装入插销孔I内，所述落锤3与锥形滑块5下落之前水平放置于对其下落高度进行限定的插销9上。本实施例中，所述落锤3为横截面为圆环状的圆环锤。所述锥形滑块5为横截面为等边三角形的三角锥滑块。[0033]本实施例中，所述落锤3的数量为多个，且多个所述落锤3通过所述连接机构由上至下固定安装在锥形滑块5的正上方；多个所述落锤3均与环状被测试件7呈同轴布设。实际使用时，所述圆环套件的高度与环状被测试件7的高度相同；且所述圆环套件为由三个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成的三瓣式滑块6。本实施例中，所述水平试验台架包括水平台8-1、水平放置于水平台8-1上的空心铁罐8-2和垫装在空心铁罐8-2上的水平垫板8-3，所述环状被测试件7水平放置于水平垫板8-3上，空心铁罐8-2位于锥形滑块5正下方，且水平垫板8-3上开有供导向滑杆2穿出的通孔，所述导向滑杆2的底部固定在水平台8-1上。实际使用时，为数据测试准确，本实用新型还包括布设在环状被测试件7外侧且将环状被测试件7置于恒温状态的恒温箱。 同时，本实用新型还包括用于水平固定环状被测试件7的试件固定装置。本实施例中，所述试件固定装置包括上盖板、底座板以及将上盖板和底座板组装为一体的支撑固定件，所述上盖板和底座板均呈水平设置，且环状被测试件7水平夹装于所述上盖板和底座板之间，所述锥形滑块5的上下两端部分别从所述上盖板顶部和底座板底部穿出。实际测试之前，先根据需施加的加载力大小确定所采用落锤3的数量和重量以及落锤3与锥形滑块5的下落高度，且当落锤3与锥形滑块5的下落高度确定后，在所确定高度位置的插销孔I内插装插销9，并将落锤3与锥形滑块5由上至下穿在导向滑杆2上且使得落锤3与锥形滑块5水平放置于插销9上；开始测试时，只需拔出插销9，则落锤3与锥形滑块5便在自身重力作用下作自由落体运动，直至锥形滑块5竖直向插入三瓣式滑块6内，并通过三瓣式滑块6向环状被测试件7内壁施加径向且均匀的动态内压力。此时，环状被测试件I在环向方向产生拉应力。根据弹性力学知识，在环状被测试件7的外表面自由而其内壁受均匀内压作用时，其所受的径向正应力oj台终为压应力，环向正应力σ 0始终为拉应力，且拉应力σ θ的最大值发生在环状被测试件7的内壁上。实际使用过程中，试验时可在插销孔I内插入插销9以控制落锤3与锥形滑块5的下落高度，并相应对施加在环状被测试件7上的加载力大小进行调整；若落锤3与锥形滑块5同一高度下落，并保证落锤3的重量及数量不变，便可达到以恒定荷载加载和反复加载的效果。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于包括动荷载加载机构和同轴套装在环状被测试件(7)内的圆环套件；所述动荷载加载机构包括在自身重力作用下自由下落且自由下落过程中向环状被测试件(7)内壁施加径向且均匀的动态内压力的锥形滑块(5)、固定安装在锥形滑块(5)正上方且在自身重力作用下与锥形滑块(5)同步自由下落的落锤(3)和将落锤(3)与锥形滑块(5)组装为一体的连接机构，所述圆环套件为与锥形滑块(5)配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件(7)内壁的套装件，所述落锤(3)和锥形滑块(5)均与环状被测试件(7)呈同轴布设；所述环状被测试件(7)呈水平向布设，所述锥形滑块(5 )为外表面光 滑且由上至下横截面逐渐缩小的锥形棒，且锥形滑块(5 )与所述圆环套件呈同轴布设。
2.按照权利要求I所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述动荷载加载机构还包括自由下落过程中对落锤(3)与锥形滑块(5)进行导向的导向滑杆(2)和供导向滑杆(2)底部固定安装的水平试验台架，所述导向滑杆(2)呈竖直向布设且其与环状被测试件(7)呈同轴布设，所述落锤(3)和锥形滑块(5)呈同轴布设，且落锤(3)和锥形滑块(5)中部分别开有供导向滑杆(2)穿过的通孔一和通孔二。
3.按照权利要求I或2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述连接机构为设置有外螺纹且与锥形滑块(5)呈同轴布设的圆形连接管(4)，所述圆形连接管(4)的底部固定安装在锥形滑块(5)的正上方，所述落锤(3)与圆形连接管(4)之间以螺纹方式进行连接，且所述通孔一为与所述外螺纹相配合使用的内螺纹且其直径与圆形连接管(4)的内径一致。
4.按照权利要求2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述动荷载加载机构还包括插销(9)，所述导向滑杆(2)上部由上至下开有多个插销孔(1)，多个所述插销孔(I)的结构和尺寸均与插销(9)的结构和尺寸一致，且插销(9)与多个所述插销孔(I)相配合使用并组成通过调整落锤(3)与锥形滑块(5)的下落高度对作用在环状被测试件(7)的动态内压力大小进行调整的加载力调整机构。
5.按照权利要求4所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述插销孔(I)呈水平向布设且插销(9)水平向插装入插销孔(I)内，所述落锤(3)与锥形滑块(5)下落之前水平放置于对其下落高度进行限定的插销(9)上。
6.按照权利要求I或2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述落锤(3)为横截面为圆环状的圆环锤。
7.按照权利要求I或2—种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述锥形滑块(5)为横截面为等边三角形的三角锥滑块。
8.按照权利要求I或2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述落锤(3)的数量为多个，且多个所述落锤(3)通过所述连接机构由上至下固定安装在锥形滑块(5)的正上方；多个所述落锤(3)均与环状被测试件(7)呈同轴布设。
9.按照权利要求I或2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述圆环套件的高度与环状被测试件(7)的高度相同；且所述圆环套件为由三个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成的三瓣式滑块(6 )。
10.按照权利要求2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于所述水平试验台架包括水平台(8-1)、水平放置于水平台(8-1)上的空心铁罐(8-2)和垫装在空心铁罐(8-2)上的水平垫板(8-3)，所述环状被测试件(7)水平放置于水平垫板(8-3)上，空心铁罐(8-2 )位于锥形滑块(5 )正下方，且水平垫板(8-3 )上开有供导向滑杆(2 )穿出的通孔，所述导向滑杆(2)的底部固定在水平台(8-1)上。
11.按照权利要求I或2所述的一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，其特征在于还包括用于水平固定环状被测试件(7)的试件固定装置。
专利摘要本实用新型公开了一种落锤式道路材料疲劳强度测试仪，包括动荷载加载机构和同轴套装在环状被测试件内的圆环套件；动荷载加载机构包括在自身重力作用下自由下落且自由下落过程中向环状被测试件内壁施加径向且均匀的动态内压力的锥形滑块、固定安装在锥形滑块正上方且在自身重力作用下与锥形滑块同步自由下落的落锤和将落锤与锥形滑块组装为一体的连接机构，圆环套件将动态内压力均匀传递至环状被测试件内壁，锥形滑块为外表面光滑且由上至下横截面逐渐缩小的锥形棒。本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能解决现有道路材料疲劳强度测试仪存在的加载方式较为复杂、加载不均匀、使用效果差等缺陷。
文档编号G01N3/303GK202485999SQ20112055687
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者李晓军, 李来宾, 王国清, 王晓华, 霍玉娴 申请人:西安科技大学