量部分包括密封罩、固定测柄、移动测柄、测头、紧固卡环、弹簧、拉力滑块和测距仪，用来测量“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的极限应力；动力部分包括皮带和电动机卷绕系统，用来提供动力使“CFRP-胶层-钢”粘结界面发生破坏以便测量。
[0033]机架底部通过地脚螺栓与地面相连，从而固定整个装置;机架上部与底板固连，为测量部分提供支撑。
[0034]底板右端设有支架和滑轮，用来将皮带导向电动机卷绕系统。
[0035]导轨焊接在底板上，并加工成较为光滑的轨道，以使移动测柄和拉力滑块能在其上自由滑动；导轨的右端极限位置设有限位开关，拉力滑块行至此处会触动该开关从而切断电动机电源。
[0036]密封罩中间为可拆卸部分，由透明材料制成，作用是防尘以及实验观察窗口。固定测柄固连在导轨左端，其上伸出的圆柱部分可以安装测头。
[0037]移动测柄可在导轨上自由滑动，其伸出的圆柱部分可以安装测头;移动测柄右端与弹簧相连，在电动机卷绕系统的带动下逐渐与固定测柄脱开，造成“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏;移动测柄的右端装有测距仪，用来实时测量移动测柄和拉力滑块之间的距离;移动测柄包括第一移动测柄和第二移动测柄，第一移动测柄用于测量“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的正向极限应力，第二移动测柄用于测量“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的剪切极限应力。
[0038]测头包括CFRP测头和钢测头，测头做成套筒状且在两侧开槽，测量时直接套在测柄上并通过紧固卡环固定。紧固卡环是一对弹性的钢环，利用螺栓螺母可将其收紧，从而将测头固定在测柄上。弹簧连接在移动测柄和拉力滑块之间，用来提供拉力造成“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏;弹簧需要选取合适的材质与劲度系数，使得测量过程中其伸长量适中。
[0039]拉力滑块可在导轨上滑动，左端通过弹簧连接到移动测柄上，右端通过皮带连接在电动机卷绕系统上获得动力;拉力滑块包括第一拉力滑块和第二拉力滑块，第一拉力滑块用于测量“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的正向极限应力，第二拉力滑块用于测量“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的剪切极限应力。
[0040]测距仪是小型的测距装置，用来实时测量移动测柄和拉力滑块之间的距离并记录数据。皮带左端钩连在拉力滑块上，右端与电动机卷绕系统连接，以带动拉力滑块运动并造成“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏。电动机卷绕系统由电动机、减速器和卷筒组成。
[0041]具体的测量过程为:利用紧固卡环将CFRP测头和钢测头分别安装在固定测柄和移动测柄上;在两个测头之间涂抹胶层，调整移动测柄、弹簧及拉力滑块使CFRP测头和钢测头粘合，形成“CFRP-胶层-钢”粘结界面并待其固化;通过电动机控制卷筒正反向转动，从而调整皮带伸出端长度，并将其钩连在拉力滑块上；启动电动机通过皮带使拉力滑块低速移动，弹簧逐渐被拉伸，且安装在滑动测头和拉力滑块之间的测距仪开始工作，记录下滑动测柄和拉力滑块之间的距离，即弹簧的长度;待“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏后，按下电动机停止按钮，测量过程完成;根据测距仪的数据绘制出“长度-时间”图像，获得该图像上的突变点，通过简单的数学计算即可得出“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏时的极限应力。
[0042]应当理解的是，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。
【主权项】
1.一种CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，包括支撑部分、测量部分和动力部分； 所述支撑部分包括两根平行设置的导轨(4)，记作第一导轨和第二导轨； 所述测量部分包括: 设置在所述第一导轨上的固定测柄(14)、第一移动测柄(13)和第一拉力滑块(12);所述固定测柄(14)和所述第一移动测柄(13)相对的面上分别设置有一个圆柱形凸台，所述固定测柄(14)在面向所述第二导轨的面上还设置有一个圆柱形凸台，所述第一移动测柄(13)与所述第一拉力滑块(12)之间通过弹簧(9)连接，所述第一移动测柄(13)与所述第一拉力滑块(12)相对的面上还设置有测距仪(8); 设置在所述第二导轨上的第二移动测柄(7)和第二拉力滑块(10);所述第二移动测柄(7)在与所述固定测柄(14)相对的面上设置有一个圆柱形凸台，所述第二移动测柄(7)与所述第二拉力滑块(10)之间通过弹簧(9)连接，所述第二移动测柄(7)与所述第二拉力滑块(10)相对的面上还设置有测距仪(8); 设置在圆柱形凸台上的测头(5)，所述测头(5)为套筒状，其内径与圆柱形凸台的外径相等，所述测头(5)的两侧设置有细槽，通过套接在所述测头(5)上的紧固卡环(6)固定在圆柱形凸台上； 所述动力部分包括分别与所述第一拉力滑块(12)和所述第二拉力滑块(10)相连的皮带(11)，还包括与所述皮带(11)相连的电动机卷绕系统。2.根据权利要求1所述的CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，所述支撑部分还包括机架(I)和设置在所述机架(I)上的底板(2)，所述导轨(4)设置在所述底板(2)上。3.根据权利要求1所述的CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，该装置还包括设置在所述导轨(4)两端的密封罩(3)，所述密封罩(3)的中部为可拆卸结构，该可拆卸结构为透明材料。4.根据权利要求1所述的CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，所述导轨(4)上还设置有对所述第一拉力滑块(12)和所述第二拉力滑块(10)进行限位的限位开关。5.根据权利要求1所述的CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，所述紧固卡环(6)为弹性钢环，配合螺栓和螺母对其固定。6.根据权利要求1所述的CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，其特征在于，所述测头(5)包括CFRP测头和钢测头。
【专利摘要】本实用新型公开了一种CFRP加固钢结构的极限粘结应力测量装置，包括支撑部分、测量部分和动力部分。支撑部分包括两根平行设置的导轨；测量部分包括：设置在导轨上的固定测柄、移动测柄和拉力滑块；设置在圆柱形凸台上的测头，所述测头为套筒状，其内径与圆柱形凸台的外径相等，所述测头的两侧设置有细槽，通过套接在所述测头上的紧固卡环固定在圆柱形凸台上；动力部分包括分别与第一拉力滑块和第二拉力滑块相连的皮带，以及与所述皮带相连的电动机卷绕系统。本实用新型提供了一种专门针对“CFRP-胶层-钢”粘结界面破坏极限应力的实验测量装置，该测量装置结构简单、成本低，而无需借助疲劳试验机等大型高成本设备。
【IPC分类】G01N19/04
【公开号】CN205374267
【申请号】CN201620009034
【发明人】刘志平, 柯亮, 陈凯, 陈山, 何超超
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月6日