受压全曲线试验装置及方法
【专利摘要】一种受压全曲线试验装置，包括引伸计和引伸计固定架，其特征在于：引伸计固定架包括上下两个套环，伸缩导杆安装在两套环之间，引伸计安装在伸缩导杆上连接试验机；引伸计固定架高度不小于试件高度，引伸计固定架四周与试件不接触。安装完毕后，试件固定架的高度不小于试件高度，引伸计固定架安装在试验机上下压板之间；启动试验机，使上下压板压缩伸缩导杆并接触试件，上下压板压紧试件施加荷载至预设入口力后暂停试验机，将引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上，可以随同伸缩导杆一起变形，引伸计数据采集端连接试验机；继续启动试验机，以引伸计的变形作为加载速度控制信号继续加载，直至加载到试验目标值，记录试验机的荷载值和引伸计变形值。
【专利说明】受压全曲线试验装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及试验【技术领域】，尤其是一种混凝土或岩石等脆性材料受压全曲线试验装置及方法。
【背景技术】
[0002]混凝土的应力一应变关系是钢筋混凝土构件强度计算、超静定结构内力分析、结构延性计算和钢筋混凝土有限元分析的基础。几十年来，人们作了广泛的努力，研究混凝土应力一应变关系。混凝土的受压和受拉应力应变全曲线，能很好反映它的基本力学特性，是研究混凝土结构和钢筋混凝土结构的强度、变形、损伤和断裂理论的主要依据之一。
[0003]但混凝土属于准脆性材料，获得其应力应变全曲线的试验技术比较困难。经过不断努力和尝试，科研人员逐渐发现混凝土脆性破坏主要是由于试验机刚度不足造成的重要结论，后来很多学者开始采用刚度很大的试验机进行混凝土全曲线试验研究。近阶段研究成果表明，采用液压伺服试验机比如MTS和INSTR0N按照位移或试件本身变形为控制进行全曲线试验效果更好。
[0004]若想得到有效的混凝土应力应变全曲线，必须要在试验中采集准确的试件变形值。而当混凝土在受压达到或接近最大荷载时，试件内部及表面开始出现裂缝，继续加载时，试件表面甚至会脱落，在试件表面粘贴应变片或绑定引伸计都会受到影响，无法全过程采集到真实有效的变形。而试验机自身的位移由于存在各种衔接缝隙，也只能作为参考。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种试验装置，引伸计固定在该装置上能够全过程采集试件变形，不受试件达到峰值后损坏的影响，而且采集位移值只包括试件的变形。
[0006]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种受压全曲线试验装置，包括引伸计和引伸计固定架，其特征在于:引伸计固定架包括上下两个套环，伸缩导杆安装在两套环之间，引伸计安装在伸缩导杆上连接试验机；引伸计固定架高度不小于试件高度，引伸计固定架四周与试件不接触。
[0008]优选的，伸缩导杆包括两根凹凸对接的凹杆和凸杆，凹杆具有凹槽，凹槽内设有弹簧，凸杆凸出部分伸入凹槽内与弹簧接触，凸杆与凹杆的连接段的直径大于弹簧内径；引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上。
[0009]优选的，沿套环一周设有供伸缩导杆穿过的圆孔，伸缩导杆两端连接支座。
[0010]优选的，支座为万向球铰支座，万向球铰支座设有与伸缩导杆连接的螺纹接口。
[0011]优选的，套环为圆形，沿一周间隔90°设置四个圆孔或间隔120°设置三个圆孔，伸缩导杆两端与套环安装部位直径小于圆孔直径，中间段直径大于圆孔直径。
[0012]优选的，套环为方形，沿一周间隔90°设置四个圆孔，伸缩导杆两端与套环安装部位直径小于圆孔直径，中间段直径大于圆孔直径。[0013]优选的，引伸计固定架所用材料为轻质合金。
[0014]一种受压全曲线试验装置的试验方法，包括如下几个步骤:
[0015]一、安装试验装置:先放置下部套环，将试件放于套环中间，凸杆伸入凹杆与弹簧接触，将伸缩导杆插入套环周围圆孔，同时从套环底部将万向球铰支座与伸缩导杆拧紧，然后安装上部套环，将套环套在试件外面，圆孔穿过伸缩导杆上端外螺纹段，从套环上面拧紧万向球铰支座；
[0016]安装完毕后，试件固定架的高度不小于试件高度，引伸计固定架安装在试验机上下压板之间；
[0017]二、启动试验机，使上下压板压缩伸缩导杆并接触试件，上下压板压紧试件施加荷载至预设入口力后暂停试验机，将引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上，可以随同伸缩导杆一起变形，引伸计数据采集端连接试验机；
[0018]三、继续启动试验机，以引伸计的变形作为加载速度控制信号继续加载，直至加载到试验目标值，记录试验机的荷载值和引伸计变形值。
[0019]本发明具有如下有益效果:引伸计固定架不是依附于试件上，因此试件开裂甚至表面脱落不会连带固定架，因此引伸计设在该固定架上，整个过程可以稳定采集数据；该固定架是安放在试验机上下压板之间，采集的数据为试验机上下压板之间的位移，而压板压实试件上下表面后，上下压板之间的相对位移就是试件的变形，也就是说通过该固定架，弓丨伸计仅采集了试件的变形值。拆卸方便，试验结束后方便拆卸保管。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1:本发明受压全曲线试验装置结构示意图；
[0021]图2:引伸计固定架结构示意图；
[0022]图3:伸缩导杆结构示意图；
[0023]图4:一种套环结构示意图；
[0024]图5:—种套环结构示意图；
[0025]图6: —种套环结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]结合附图，对本发明做进一步详细说明。
[0027]—种受压全曲线试验装置，包括引伸计I和引伸计固定架2，引伸计固定架2包括上下两个套环21，伸缩导杆22安装在两套环21之间，引伸计I安装在伸缩导杆22上连接试验机；引伸计固定架2高度不小于试件3高度，引伸计固定架2四周与试件3不接触。
[0028]伸缩导杆22包括两根凹凸对接的凹杆23和凸杆24，凹杆23具有凹槽，凹槽内设有弹簧25，凸杆24凸出部分伸入凹槽内与弹簧25接触，凸杆24与凹杆23的连接段的直径大于弹簧25内径，引伸计I两刀口分别绑定在凹杆23和凸杆24上，伸缩导杆22两端设有螺纹接口 26。沿套环21 —周设有供伸缩导杆22穿过的圆孔27，伸缩导杆22两端连接万向球铰支座28，万向球铰支座28设有与伸缩导杆22连接的螺纹接口。套环21为圆形或方形，沿一周间隔90°设置四个圆孔27或间隔120°设置三个圆孔27，伸缩导杆22两端与套环21安装部位直径小于圆孔27直径，中间段直径大于圆孔27直径。[0029]引伸计固定架2所用材料为轻质合金。
[0030]一种受压全曲线试验装置的试验方法，包括如下几个步骤:
[0031]一、安装试验装置:先放置下部套环，将试件放于套环中间，凸杆伸入凹杆与弹簧接触，将伸缩导杆插入套环周围圆孔，同时从套环底部将万向球铰支座与伸缩导杆拧紧，然后安装上部套环，将套环套在试件外面，圆孔穿过伸缩导杆上端外螺纹段，从套环上面拧紧万向球铰支座；
[0032]安装完毕后，试件固定架的高度不小于试件高度，引伸计固定架安装在试验机上下压板之间；
[0033]二、启动试验机，使上下压板压缩伸缩导杆并接触试件，上下压板压紧试件施加荷载至预设入口力后暂停试验机，将引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上，可以随同伸缩导杆一起变形，引伸计数据采集端连接试验机；
[0034]三、继续启动试验机，以引伸计的变形作为加载速度控制信号继续加载，直至加载到试验目标值，记录试验机的荷载值和引伸计变形值。
[0035]套环的作用是架立伸缩导杆，套环与四周伸缩导杆夹紧后形成一个框架体系，试件至于该框架体系中间，框架与试件不接触，不受试件破坏影响，仅测量试件整个高度的受压变形。
[0036]万向球铰支座的作用是:如果受压过程中出现上下压板有倾斜时，可以跟随压板
一起调整。
[0037]尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。
【权利要求】
1.一种受压全曲线试验装置，包括引伸计和引伸计固定架，其特征在于:引伸计固定架包括上下两个套环，伸缩导杆安装在两套环之间，引伸计安装在伸缩导杆上连接试验机；引伸计固定架高度不小于试件高度，引伸计固定架四周与试件不接触。
2.根据权利要求1所述的受压全曲线试验装置，其特征在于:伸缩导杆包括两根凹凸对接的凹杆和凸杆，凹杆具有凹槽，凹槽内设有弹簧，凸杆凸出部分伸入凹槽内与弹簧接触，凸杆与凹杆的连接段的直径大于弹簧内径；引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上。
3.根据权利要求1所述的受压全曲线试验装置，其特征在于:沿套环一周设有供伸缩导杆穿过的圆孔，伸缩导杆两端连接支座。
4.根据权利要求3所述的受压全曲线试验装置，其特征在于:支座为万向球铰支座，万向球铰支座设有与伸缩导杆连接的螺纹接口。
5.根据权利要求1-4所述的任一种受压全曲线试验装置，其特征在于:套环为圆形，沿一周间隔90°设置四个圆孔或间隔120°设置三个圆孔，伸缩导杆两端与套环安装部位直径小于圆孔直径，中间段直径大于圆孔直径。
6.根据权利要求1-4所述的任一种受压全曲线试验装置，其特征在于:套环为方形，沿一周间隔90°设置四个圆孔，伸缩导杆两端与套环安装部位直径小于圆孔直径，中间段直径大于圆孔直径。
7.权利要求1-4所述的任一种受压全曲线试验装置的试验方法，其特征在于包括如下几个步骤: 一、安装试验装置:先放置下部套环，将试件放于套环中间，凸杆伸入凹杆与弹簧接触，将伸缩导杆插入套环周围圆孔，同时从套环底部将万向球铰支座与伸缩导杆拧紧，然后安装上部套环，将套环套在试件外面，圆孔穿过伸缩导杆上端外螺纹段，从套环上面拧紧万向球铰支座； 安装完毕后，试件固定架的高度不小于试件高度，引伸计固定架安装在试验机上下压板之间； 二、启动试验机，使上下压板压缩伸缩导杆并接触试件，上下压板压紧试件施加荷载至预设入口力后暂停试验机，将引伸计两刀口分别绑定在凹杆和凸杆上，可以随同伸缩导杆一起变形，引伸计数据采集端连接试验机； 三、继续启动试验机，以引伸计的变形作为加载速度控制信号继续加载，直至加载到试验目标值，记录试验机的荷载值和引伸计变形值。
【文档编号】G01N3/02GK103983509SQ201410236062
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】陈育志, 宣卫红, 王瑶, 王潘绣 申请人:金陵科技学院