一种管环刚度实验装置的制作方法

本实用新型实施方式涉及材料试验检测的技术领域，特别是涉及一种管环刚度实验装置。

背景技术：

塑料波纹管由于省料、质轻并具有优良的物理化学性能，在土木建筑、公路桥梁预应力混凝土工程中得到广泛应用。环刚度作为预应力混凝土桥梁用塑料波纹管重要的力学性能指标，在一定程度上反映了预应力混凝土桥梁用塑料波纹管的质量。

因此，我们需要进行试验测量波纹管的环刚度，以检测预应力混凝土桥梁用塑料波纹管的力学性能，现有技术的波纹管环刚度实验装置，在用来进行波纹管环刚度检测实验时，会因为波纹管刚放入试验机上，容易滚动，而需要人工固定，增加劳动力。

技术实现要素：

本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种管环刚度实验装置，该试验装置上设置有挡块，能够实现波纹管刚放入试验机上时的固定，且能实现实验过程中，波纹管受力变形，不会影响挡块变形。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种管环刚度实验装置，包括：压力机；上压板，所述上压板与所述压力机连接；垫板，所述上压板与所述垫板互相平行,并且所述垫板设置有滑道；第一挡块；第二挡块，所述第一挡块和所述第二档块设置于所述滑道，所述第一挡块和所述第二档块突出于所述滑道,并且所述第一挡块和所述第二档块可相对滑动。

其中，所述压力机包括伸缩机构、支撑杆、横杆和底座；所述支撑杆的一端固定于所述底座，并且所述支撑杆的另一端与所述横杆固定；所述伸缩机构的一端与所述横杆固定，并且所述伸缩机构的另一端与所述上压板固定；所述垫板固定于所述底座上。

其中，所述支撑杆的数量为两条，分别为第一支撑杆和第二支撑杆；所述第一支撑杆和第二支撑杆的另一端分别与横杆的两端固定。

其中，所述伸缩机构为油缸。

其中，所述管环刚度实验装置还包括压力传感器、位移传感器、处理器和显示器；所述压力传感器设置于所述垫板上，所述位移传感器设置于所述第一挡块或者第二档块；所述压力传感器、位移传感器和显示器均与处理器连接。

其中，所述管环刚度实验装置还包括图像采集装置；所述图像采集装置固定于所述支撑杆，并且所述图像采集装置与所述处理器连接。

其中，所述滑道设置于所述垫板的中部。

其中，所述滑道宽度为2毫米，所述滑道高度为4毫米。

其中，所述第一挡块和第二档块的宽度为2毫米，所述第一挡块和第二档块的高度为6毫米。

其中，所述挡块为金属。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供的管环刚度实验装置结构简单，且该实验装置由于带挡块设计，能够避免实验管刚放入试验机上时的滚动，工作效率明显提高，且能实现实验过程中，当实验管受力变形时，挡块会受力滑动，不会影响挡块变形。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种管环刚度实验装置示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种管环刚度实验装置电路原理框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种垫板示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种管环刚度实验装置示意图。该管环刚度实验装置10包括压力机11，上压板12，垫板13，第一挡块14和第二挡块15。其中，上压板12与垫板13相互平行，且上压板12置于垫板13的上部，上压板12的一侧与压力机11相连接，上压板12的另一侧用于受力时挤压实验管。垫板13用于放置试验管，且垫板13上设置有滑道16，滑道16上设置有第一挡块14和第二挡块15。第一挡块14和第二档块15突出于滑道16，且第一挡块14和第二档块15可在滑道16内自由移动，当试验管单独置于垫板13上时容易滚动，由于第一挡块14和第二档块15突出于滑道16，第一挡块14和第二档块15的突出的部分能够分别与试验管相接触，第一挡块14和第二档块15突出的部分能够固定试验管。本实施例提供的实验装置中，在实验管受到压力机11的挤压时，会产生变形，第一挡块14和第二档块15由于与试验管相接触，也会受到力的作用。由于第一挡块14和第二档块15能够在滑道16上滑动，当受到实验管的挤压力时，第一挡块14和第二档块15产生相对滑动，不会产生变形，对挡块的下一次使用造成影响。同时，由于第一挡块14和第二档块15的本身可相对滑动，能够固定不同尺寸的实验管，大大提高了工作效率。

请参阅图1，本实施例中，压力机11包括伸缩机构111，支撑杆112，横杆113和底座114。其中支撑杆112的一端固定于底座114，另一端与横杆113固定；伸缩机构111的一端与横杆113固定，并且另一端与上压板12固定；当电动机驱动伸缩机构111伸长时，上压板12垂直向下移动直至与试验管接触，由于试验管同时固定于底座114上，试验管由于受到两端的挤压力产生变形，以此来测定试验管的刚度和局部横向荷载，该压力机具有结构紧凑、伸缩操作方便快捷、使用安全可靠的优点。

进一步的，支撑杆112的数量为两条，分别为第一支撑杆112A第二支撑杆112B；第一支撑杆112A和第二支撑杆112B的另一端分别与横杆113的两端固定，用于支撑伸缩机构111，且在实验过程中，上压板12挤压试验管时，能够通过横杆113持续性支撑上压板12。

本实施例中，伸缩机构包括伸缩机构和控制伸缩结构伸缩的油缸，油缸结构简单、工作可靠。用油缸来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳。

请参阅图2，本实用新型实施例提供的一种管环刚度实验装置电路原理框图。管环刚度实验装置还包括压力传感器21、位移传感器22、处理器23和显示器24，压力传感器21设置于垫板13上，位移传感器22设置于第一挡块14或者第二档块15上。在本实施例中，试验管置于垫板13上，且试验管被第一挡块14和第二档块15固定。当试验管受到挤压时，压力传感器21采集试验管的受力大小，输出试验管受力采集信号，处理器23接受并处理该受力采集信号，得出受力数据，并将所得的受力数据传输给显示器24。试验管受到挤压产生变形同时，第一挡块14和第二档块15会产生滑动，位移传感器22设置于所述第一挡块14或者第二档块15上，位移传感器22采集第一挡块14或者第二档块15的位移大小，输出第一挡块14或者第二档块15的位移采集信号，处理器23接受并处理该位移采集信号，得出位移数据，并将所得的位移数据传输给显示器24。可选的，试验管的受力数据和第一挡块14或者第二档块15的位移数据具有一一对应的关系，实验人员根据受力数据和位移数据便可计算该试验管的环刚度。

进一步的，管环刚度实验装置还包括图像采集装置25，图像采集装置25采集试验管的受力变形图像，输出图像采集信号，处理器23接受并处理该图像采集信号，提取试验管横截面高度数据，并将所得的高度数据传输给显示器，实验人员根据该试验管的高度变形量，亦能判定实验管的刚度，图像采集装置25固定于支撑杆112上，便于观察。

请参阅图3，滑道16设置于垫板13的中部，使得试验管放置于垫板13上时，试验管中部被固定，两端受力平衡，不容易出现两端相对转动。在其他实施例中，试验人员可根据实际需要在垫板13上设计多个滑道同时固定实验管。

在本实施例中，滑道16宽度为2毫米，高度为4毫米。可选的，试验管为波纹管时，波纹管出厂宽度为4毫米左右，为了防止波纹卡入滑道16，影响变形，实际设计滑道16宽度小于波纹宽度。若滑道16宽度过小，会影响实验波纹管的固定，因此选择2毫米宽度。本试验波纹管由于受力方向垂直垫板13，主要是试验管上下接触面受力，中间变形，设计滑道16高度为4毫米，能防止破坏外径偏小的实验波纹管的变形。

进一步的，第一挡块14和第二档块15的宽度为2毫米，高度为6毫米。第一挡块14和第二档块15由于既需要卡入滑道16内，又能在滑道16内滑动，因此设计挡块宽度为2毫米，挡块高度突出滑道2毫米，能在最大接触面内固定试验管。

在本实施例中，第一挡块14和第二档块15为金属，可选的，挡块采用钢铁材质，表面平整、光滑且具备耐腐蚀性。实验人员可根据需要具体确定挡块的材质，如碳素钢，合金钢等。

具体实验操作步骤如下：

1、将波纹管环刚度试验新型垫板对中放于试验机上；

2、从管节上取长300±10mm试样，其中两端与轴向垂直切平；

3、将试验波纹管放入垫板装置上，式样长轴平行于压板置于试验机中央位置；

4、试验波纹管在自然状态下通过两边滑动挡块固定波纹管，以避免试样在摆放过程中左右移动，且上压板和试验波纹管恰好接触且能夹持住试验波纹管；

5、启动试验机，直到试验结束，观察和记录变化情况，读取显示器受力数据，位移数据和高度变形量。

在本实用新型实施方式中，用于管环刚度的实验装置，结构简单，且该实验装置由于带挡块设计，能够避免波纹管刚放入试验机上时的滚动，且能实现实验过程中，当波纹管受力变形时，挡块受力滑动，不会影响挡块变形。实验人员可根据实验目的在垫板上设计多个滑道，并且各个滑道均能设置挡块固定试验管，工作效率明显提高。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。