专利名称：一种用于剪切开裂试验的夹持装置及剪切开裂装置的制作方法
技术领域：
一种用于剪切开裂试验的夹持装置及剪切开裂装置技术领域[0001]本实用新型属于材料力学性能试验技术领域，更具体地，涉及一种适用于浙青混合料的剪切开裂试验的夹持装置及剪切开裂装置。
背景技术：
[0002]由于具有强度高，行车平稳、舒适、噪音小，易于施工和养护等优点，浙青路面在国内外高等级公路和机场跑道路面中得到广泛的应用。然而近年来，随着交通量的不断增大和大型重卡的增多，浙青路面在使用早期就经常出现大量损坏的现象，如车辙、层间滑移， 拥包推挤，甚至裂缝等等。剪切变形是造成车辙、层间滑移、拥包推挤和一些裂缝形成的重要原因之一。但是，在浙青路面结构设计和浙青混合料级配设计中，浙青混合料抗剪强度的检验往往被忽略，容易造成浙青路面抗剪强度不足。[0003]剪切开裂试验是研究浙青混合料抗剪强度和剪切裂纹萌生和发展机理的最直接方法。实验室测量材料力学性能的材料万能试验机主要由加载系统,应变、位移测量系统和控制系统组成。借助材料万能试验机测量材料的抗剪切开裂性能，可以通过增加一套剪切夹持和加载装置来实现。[0004]根据实验的特点，剪切夹持和加载装置必须满足以下两点要求(I)具有较强的试件尺寸适应性。目前，针对不同级配浙青混合料的试件尺寸还没有统一的标准，为了保证实验结果的统计有效性，试件尺寸的最小值一般要求是最大骨料粒径的三到四倍。试件尺寸不同，就要求夹持装置必须具有一定的尺寸可调性，以增强对试件尺寸的适应性。(2)夹持装置不能遮挡观测面，影响试验数据采集。试验中夹持装置可能遮蔽试件表面，以致试件中发生的微结构变化、裂纹萌生、生长和聚合等破坏现象难以观察，从而限制浙青混合料抗开裂性能的研究。实用新型内容[0005]针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种对试件尺寸适应性强且易于观察试件表面微结构变化现象的用于剪切开裂试验的夹持装置。[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于剪切开裂试验的夹持装置，包括导轨平台、移动基座和顶盖，所述导轨平台上具有两条平行的底部带卡槽的导轨通槽，所述导轨平台上具有用于与万能试验机水平基座固定的埋头孔；所述移动基座为倒T形凸台结构，其凸台底座的下表面具有两条用于嵌入所述导轨通槽内的平行导轨，凸台底座具有用于与导轨平台固定的通孔，凸台顶部具有用于与顶盖固定的螺孔；所述顶盖为板状结构，所述顶盖包括用于与所述凸台顶部固定的通孔以及用于夹持试件的螺纹通孔。[0007]更进一步地，所述夹持装置还包括垫块，所述垫块位于螺纹通孔的正下方，用于保证试件上表面被夹持的部分受力均匀。[0008]更进一步地，所述导轨平台与所述移动基座通过卡槽螺栓连接。[0009]更进一步地，通过在所述顶盖的螺纹通孔中拧入螺栓将所述试件与所述垫块固[0010]本实用新型提供的夹持装置的优点在于(I)可移动基座和顶盖、螺栓及垫块的组合，分别将试件夹持端上下表面夹持住，而不会遮挡试件侧面，从而便于观测试件在加载过程中的微结构变化，以及裂纹萌生，生长和聚合等破坏现象；(2)通过调节安装在导轨平台上的可移动基座，剪切夹持装置可以适应试件长度的变化，调节安装在顶盖上的螺栓又可以适应试件高度的变化。同时，在螺栓和试件表面之间设置了一个矩形垫块，以保证螺栓向下拧紧时不破坏试件表面结构，而且试件表面受力均匀。[0011]本实用新型的另一目的在于提供一种包括上述的夹持装置的剪切开裂装置，还包括压台，所述压台位于试件的上方，所述压台具有一带卡槽的凸台，所述带卡槽的凸台用于与万能试验机压缩加载装置连接。[0012]本实用新型提供的剪切开裂装置可以与材料万能试验机配套使用，安装方便，结构简单，成本低廉，其零件便于加工制造；通过调节移动基座使得该装置可以适应不同长度和高度的浙青混合料试件；还可以借助数码摄像仪器从而实现试验过程中试件侧面的全程观测，不仅能观测试件变形，而且能观测表面裂纹萌生、发展和微细观结构的演化。
[0013]图I是本实用新型实施例提供的用于剪切开裂试验的剪切开裂装置的整体结构示意图；[0014]图2是本实用新型实施例提供的用于剪切开裂试验的夹持装置中移动基座结构示意图；[0015]图3是本实用新型实施例提供的用于剪切开裂试验的夹持装置中顶盖结构示意图；[0016]图4是本实用新型实施例提供的剪切开裂装置的三维零件爆炸图。
具体实施方式
[0017]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0018]本实用新型针对实验室浙青路面材料小型试件的剪切破坏试验，提供一种用于材料万能试验机的适用于浙青混合料的剪切夹持和开裂试验装置。该装置借助材料万能试验机的压缩加载来提供对试件的剪切载荷，可以完成不同尺寸浙青混合料长方体试件的剪切破坏试验，还可以借助数码摄像仪器，记录试件表面裂纹萌生和发展及微结构变化的全过程。[0019]如图I所示，夹持装置包括导轨平台I、移动基座2和顶盖3，导轨平台I上具有两条平行的底部带卡槽的导轨通槽，导轨平台I上具有用于与万能试验机水平基座固定的埋头孔；如图2所示，移动基座2为倒T形凸台结构，其凸台底部的下表面具有两条用于嵌入导轨通槽内的平行导轨，凸台底部具有用于与导轨平台I固定的通孔，凸台顶部具有用于与顶盖固定的螺孔；如图3所示，顶盖3为板状结构，顶盖3包括用于与凸台顶部固定的通孔以及用于夹持试件的螺纹通孔。[0020]在本实用新型中，夹持装置还包括垫块5，垫块5位于螺纹通孔的正下方，用于保证试件上表面被夹持的部分受力均匀。[0021]在本实用新型中，导轨平台I与移动基座2通过卡槽螺栓连接。可以通过在顶盖 3的螺纹通孔中拧入螺栓将试件与垫块5固定。[0022]如图4所示，导轨平台I可以为长方体，位于整套装置的最下方。在导轨平台I的中心打有两个圆形的埋头孔，目的是利用螺栓将导轨平台固定在材料万能试验机的水平基座上。在导轨平台I的上方沿长度方向开有两条矩形的导轨通槽。导轨通槽下方有一条与导轨通槽长度相同，但略宽的卡槽。移动基座2装配在导轨平台上。基座底部两条平行的凸台分别嵌入导轨平台上方的导轨通槽内。基座可以沿导轨通槽水平移动，从而实现试件夹持端的水平位置调节。移动到位后，可以利用卡槽螺栓和螺母将基座固定在导轨平台上。 基座底部的最右边是一个外伸的矩形平台，紧贴导轨，用于支撑试件夹持端。顶盖3通过螺栓安装在移动基座的上方。它的右边也有一个外伸的平台，与基座下方的外伸平台相对应， 其外伸长度与基座外伸平台的长度相同。顶盖外伸平台打有四个螺纹通孔，拧入四枚螺栓， 就能够将放置在基座外伸平台和顶盖外伸平台之间的试件夹持端紧紧顶住，从而将试件固定。[0023]在本实用新型提供的用于剪切开裂试验的夹持装置的优点在于(I)可移动基座和顶盖、螺栓及垫块的组合，分别将试件夹持端上下表面夹持住，而不会遮挡试件侧面，从而便于观测试件在加载过程中的微结构变化，以及裂纹萌生，生长和聚合等破坏现象；(2) 通过调节安装在导轨平台上的可移动基座，剪切夹持装置可以适应试件长度的变化，调节安装在顶盖上的螺栓13、14、15、16，又可以适应试件高度的变化。同时，在螺栓和试件表面之间设置了一个矩形垫块5，以保证螺栓向下拧紧时不破坏试件表面结构，而且试件表面受力均匀。[0024]在本实用新型中，将压台6与上述的夹持装置组合在一起构成了剪切开裂装置， 其中压台6可以为长方体，位于试件的上方，压台6具有一带卡槽的凸台，带卡槽的凸台用于与万能试验机压缩加载装置连接。[0025]在本实用新型中，剪切开裂装置在使用过程需要采用压件4来调节可移动夹持基座的位置；该压件4可以为长方体。为了更进一步地说明本实用新型，现在结合图4详述该剪切开裂装置的具体使用方法和步骤如下[0026](I)将导轨平台I固定在材料万能试验机的水平基座上。[0027](2)将两枚卡槽螺栓7、8分别滑入导轨平台两条导轨下方的卡槽内，平行放置。[0028](3)将移动基座悬于两枚卡槽螺栓7、8的上方，轻微调节螺栓在卡槽中的位置，轻轻放下基座，使两枚卡槽螺栓分别穿过基座底部平台上的两个通孔，同时使移动基座下方的两条平行凸台完全嵌入导轨内。给卡槽螺栓7、8套上垫片，再分别拧上螺母9和10，但暂不拧紧，以保证移动基座可以沿导轨通槽滑动。[0029](4)用螺栓11和12将顶盖3固定在移动基座2的上方，将顶盖3和基座2紧固连接。[0030](5)将四枚螺栓13-16分别拧入顶盖3伸出端的四个螺纹通孔内。[0031](6)将长方体压件4的一端放置在移动基座2的外伸平台上，并将垫块5垫在压件 4的上方，保持垫块5和顶盖3的外侧面对齐，拧下顶盖上的四枚螺栓13-16，使螺栓底部平面与垫块接触。根据试验要求，调整长方体试件外伸端长度，然后拧紧螺栓13-16。[0032](7)将压台6固定在材料万能试验机移动横梁下方的加载头上，调节移动横梁的位置，使压台6底部平面的高度稍稍高于压件4的上表面。移动基座2，使压件的外伸部分完全位于压台正下方，拧松压台6。微调基座2的位置，当压台左侧与顶盖右侧完全接触时， 再次拧紧压台6。然后，微调基座2的位置，使顶盖右侧与压台左侧稍稍分离，控制在Imm距离以内，拧紧螺母9、10固定基座2。[0033](8)调节材料万能试验机的移动横梁，使压台上升一定的高度，拧松螺栓13-16， 卸下压件4，换上浙青混合料长方体试件，按照第六步的操作固定试件，并利用水平仪调节试件水平。[0034](9)将安装有摄像机的支撑架放置在材料万能试验机边上，调节摄像机镜头和焦距，使镜头对准试件外侧面，利用位移或载荷加载模式完成剪切开裂试验，观测记录试件侧面微结构变化、裂纹萌生和发展现象。[0035]本实用新型提供的剪切开裂装置可以与材料万能试验机配套使用，安装方便，结构简单，成本低廉，其零件便于加工制造；通过调节移动基座使得该装置可以适应不同长度和高度的浙青混合料试件；还可以借助数码摄像仪器从而实现试验过程中试件侧面的全程观测，不仅能观测试件变形，而且能观测表面裂纹萌生、发展和微细观结构的演化。[0036]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于剪切开裂试验的夹持装置，其特征在于，包括导轨平台、移动基座和顶盖， 所述导轨平台上具有两条平行的底部带卡槽的导轨通槽，所述导轨平台上具有用于与万能试验机水平基座固定的埋头孔； 所述移动基座为倒T形凸台结构，其凸台底座的下表面具有两条用于嵌入所述导轨通槽内的平行导轨，凸台底座具有用于与导轨平台固定的通孔，凸台顶部具有用于与顶盖固定的螺孔； 所述顶盖为板状结构，所述顶盖包括用于与所述凸台顶部固定的通孔以及用于夹持试件的螺纹通孔。
2.如权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述夹持装置还包括垫块，所述垫块位于螺纹通孔的正下方，用于保证试件上表面被夹持的部分受力均匀。
3.如权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述导轨平台与所述移动基座通过卡槽螺栓连接。
4.如权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，通过在所述顶盖的螺纹通孔中拧入螺栓将所述试件与所述垫块固定。
5.一种包括权利要求1-4任一项所述的夹持装置的剪切开裂装置，还包括压台，所述压台位于试件的上方，所述压台具有一带卡槽的凸台，所述带卡槽的凸台用于与万能试验机压缩加载装置连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于剪切开裂试验的夹持装置及剪切开裂装置，包括导轨平台、移动基座和顶盖，导轨平台上具有导轨通槽和埋头孔；移动基座为倒T形凸台结构，凸台底座下表面具有两条用于嵌入所述导轨通槽的平行导轨，凸台底座具有用于与导轨平台固定的通孔，凸台顶部具有用于与顶盖固定的螺孔；顶盖为板状结构，顶盖包括用于与凸台顶部固定的通孔以及用于夹持试件的螺纹通孔。本实用新型将试件夹持端上下表面夹持住，不会遮挡试件侧面，从而便于观测试件在加载过程中的微结构变化，以及裂纹萌生，生长和聚合等破坏现象；通过调节安装在导轨平台上的可移动基座，剪切夹持装置可以适应试件长度的变化，调节安装在顶盖上的螺栓又可以适应试件高度的变化。
文档编号G01N3/04GK202814787SQ20122046097
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者尹安毅, 杨新华, 曾国伟, 高虎 申请人:华中科技大学