用于确定scb试件方位的支座的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种支座。用于确定SCB试件方位的支座，包括导轨平台、活动支架、定位支架、底座及螺杆；导轨平台上设有凸字形凹槽的导轨槽；活动支架包括柱状连接部，其顶端有支撑部，连接部底端设有第一固定部，其底部设有长方体突起，第一固定部及长方体突起上设有相通的通孔；定位支架包括顶端连接有定位部的连接部，定位部沿向上方向设有长方体定位块，连接部底端设有第二固定部，其底部设有长方体突起，第二固定部及长方体突起上设有相通的通孔；底座呈凸字形，上部有螺纹孔，顶端与长方体突起底部接触，底座及长方体突起与导轨槽相匹配，活动支架与定位支架通过螺杆及底座固定在导轨槽中，适于复合断裂韧度测试试验，以快速确定试件方位。
【专利说明】用于确定SCB试件方位的支座
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种支座，尤其是涉及一种用于快速精确确定脆性材料复合断裂韧度测试试验中SCB试件位置和方向的支座。
【背景技术】
[0002]如混凝土、低碳钢、PMMA和PCBA的脆性材料和准脆性材料被广泛应用于土木工程结构。由复合裂纹脆性断裂导致的结构失效是土木工程结构最常见的破坏方式，其危害性极大。在隧道挖掘、采矿、非常规油气开发等岩石工程领域中，需要对岩石复合断裂进行理论及试验研究，以便更好地指导和发展岩石“破裂”技术，例如油气开采中水力压裂技术。复合断裂韧度是材料在复合加载条件下的临界应力强度因子，是分析脆性和准脆性材料中裂纹扩展的关键强度参数，因此进行材料的复合断裂韧度测试是很有必要的。
[0003]由于脆性和准脆性材料抗拉强度远低于其抗压强度和抗剪强度，因此测试此类材料的I/II复合断裂韧度应当通过施加压缩载荷予以实现。而带边缘裂缝的半圆盘弯曲(sem1-circular bend, SCB)试件由于具有加工简单、材料消耗小、可测试从纯I型到纯II型之间的所有复合断裂韧度以及简单加载(如常规三点弯曲)等特点，因此其被广泛应用于类岩石材料的复合断裂韧度测试，也是国际岩石力学学会(ISRM)所建议的岩石I型静态断裂韧度测试方法之一。然而，利用传统的三点弯曲支座和SCB试件进行材料复合断裂韧度测试时，调整试件在支座上的位置和方向会浪费大量时间，导致试验效率低下，且每次试验中都需要对其进行调整；同时，由于实验操作人员难以按照试验要求准确安放试件，因此会造成试验结果误差大。因此，亟需一种支座，以便在SCB脆性材料复合断裂韧度测试试验中能够方便准确地确定SCB试件的位置和方向。
实用新型内容
[0004]本实用新型为解决上述技术问题，提供一种用于确定SCB试件方位的支座，使得其在SCB脆性材料复合断裂韧度测试试验中能够快速准确地确定SCB试件方向和位置。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:用于确定SCB试件方位的支座，包括导轨平台、相对设置的两个活动支架、定位支架、底座及螺杆；所述导轨平台上设有导轨槽，导轨槽为凸字形凹槽；活动支架包括柱状连接部，柱状连接部顶端的一个边侧设有用于支撑SCB试件的支撑部，柱状连接部底端的一个边侧设有第一固定部，第一固定部底部设有长方体突起，第一固定部及长方体突起上设有相连通的通孔；定位支架呈Z字形，包括连接部，连接部顶端的一个边侧连接有定位部，定位部的一端沿向上方向设有用于限定SCB试件方位的横截面为长方体定位块，长方体定位块的一个边侧垂直于导轨平台，连接部底端的一个边侧设有第二固定部，第二固定部底部设有长方体突起，第二固定部及长方体突起上设有相连通的通孔，活动支架支撑部的最高点与定位支架定位部的底面在同一水平面上；底座呈凸字形，其上部设有与螺杆相适配的螺纹孔，底座的顶端与长方体突起的底部相接触，底座及长方体突起与凸字形凹槽相匹配，活动支架与定位支架通过螺杆及底座固定在导轨槽中。
[0006]具体的，所述柱状连接部为长方体连接部。
[0007]具体的，所述活动支架的支撑部呈半圆柱状。
[0008]进一步的，所述支撑部的一半沿水平方向沿伸于柱状连接部的外侧。
[0009]作为上述方案的优选方案，导轨平台上沿凸字形凹槽的外侧设有刻度尺。
[0010]进一步的，导轨槽横截面的底部长度比底座的底部长度长1mm。
[0011]进一步的，所述通孔为螺纹孔，通孔的直径比底座的螺纹孔的直径大1mm。
[0012]本实用新型的有益效果是:结构简单，制作方便，能够便捷、准确地确定SCB试件摆放位置和方向，有效提高弯曲试验中试件摆放位置和方向的准确度，有效避免多次重复试验中由于试件摆放位置和方向导致的试验误差，并提高试验操作效率。本实用新型适用于复合断裂韧度测试试验。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的结构示意图；
[0014]图2是本实用新型在进行复合断裂韧度测试试验时的结构示意图；
[0015]图3是本实用新型实施例中导轨平台的结构示意图；
[0016]图4是本实用新型实施例中活动支架的结构示意图；
[0017]图5是本实用新型实施例中定位支架的结构示意图；
[0018]图6是本实用新型实施例中底座的结构示意图。
[0019]其中，I为导轨平台，11为凸字形凹槽，12为刻度尺,2为活动支架,21为柱状连接部，22为支撑部，23为第一固定部，3为定位支架，31为连接部，32为定位部，33为长方体定位块，34为第二固定部，4为底座，41为螺纹孔，5为螺杆，6为SCB试件。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，详细描述本实用新型的技术方案。
[0021]如图1至6所示，本实用新型的用于确定SCB试件方位的支座，包括导轨平台1、相对设置的两个活动支架2、定位支架3、底座4及螺杆5 ;所述导轨平台I上设有导轨槽，导轨槽为凸字形凹槽11 ;
[0022]活动支架2包括柱状连接部21，柱状连接部21顶端的一个边侧设有用于支撑SCB试件的支撑部22，柱状连接部21底端的一个边侧设有第一固定部23，第一固定部23底部设有长方体突起，第一固定部23及长方体突起上设有相连通的通孔；
[0023]定位支架3呈Z字形，包括连接部31，连接部31顶端的一个边侧连接有定位部32，定位部32的一端沿向上方向设有用于限定SCB试件方位的长方体定位块33,长方体定位块33的一个边侧垂直于导轨平台1，连接部31底端的一个边侧设有第二固定部34，第二固定部34底部设有长方体突起，第二固定部34及长方体突起上设有相连通的通孔，活动支架2支撑部的最高点与定位支架3定位部的底面在同一水平面上，以便将SCB试件进行对齐；底座呈凸字形，其上部设有与螺杆5相适配的螺纹孔，底座的顶端与活动支架2和定位支架3的长方体突起的底部相接触，底座及长方体突起与凸字形凹槽相匹配，活动支架2与定位支架3通过螺杆5及底座4固定在导轨槽中。
[0024]如图3所示，导轨平台I上沿凸字形凹槽11的外侧设有刻度尺，每次试验中可以根据导轨平台I两侧的刻度线确定活动支架2及定位支架3的位置，便于试验人员操作。本例中导轨平台的导轨槽宽度及下部高度比底座4相应部分大1_，即导轨槽横截面的底部长度比底座的底部长度长1mm，且下部高度比底座4相应部分的高度高1mm，，便于底座4在导轨槽内的移动和固定。
[0025]如图4所示，活动支架2的柱状连接部为长方体结构的连接部，其支撑部呈半圆柱状，支撑部的一半沿水平方向沿伸于柱状连接部的外侧，支撑部的下部与柱状连接部相连。长方体突起可以设置于第一固定部底部的任何位置，但为了便于保持平衡，其设置于第一固定部底部的中心位置。在SCB脆性材料复合断裂韧度测试试验中，两个活动支架2的支撑部与SCB试件的接触点用作SCB试件下方的支撑点，因此需要其材料具有高强度及高硬度特性，可选用高强度钢，如渗碳钢20CrMnTi。
[0026]如图5所示是定位支架3的结构示意图，其功能是用于确定SCB试件的左右摆放位置，并使SCB试件平面与导轨平台的水平面相垂直。同理，定位支架也可采用渗碳钢20CrMnT1
[0027]所述活动支架2的通孔与定位支架3的通孔可以为内部无螺纹的光滑通孔，此时只需要将活动支架2的第一固定部与定位支架3的第二固定部分别与底座紧固接触，再利用螺杆5穿过通孔，与底座的螺纹孔旋紧即可固定活动支架2与定位支架3的位置。此外活动支架2的通孔与定位支架3的通孔也可以为螺纹孔，螺杆5的外螺纹与通孔的内螺纹及底座的螺纹孔的内螺纹相匹配，即可通过螺杆5与底座4将活动支架2及定位支架3固定在导轨平台I上。如此设计，可使得操作简单，且便于在试验中松开螺杆，移动活动支架2及定位支架3的位置。在螺杆与活动支架2及定位支架3之间可设有垫片，以增强固定力。在实际应用中，可使得活动支架2与定位支架3的螺纹孔的直径比底座的螺纹孔的直径大Imm,以便于插入螺杆5。
[0028]做实验时，两个活动支架2及定位支架3均可以在导轨槽中滑动，从而根据试件尺寸调整位置，而后旋紧螺杆5对支架的位置进行固定。每次试验中两个活动支架2及定位支架3位置固定后，将SCB试件放置在活动支架2上并使SCB试件的一端紧靠定位支架3的长方体定位块即可确定SCB试件的左右摆放位置，并使SCB试件平面与导轨槽轴线相平行。
[0029]在进行SCB脆性材料复合断裂韧度测试试验过程中，利用本支座的具体过程如下:
[0030]A.按照SCB试验设计，依据SCB试件尺寸确定两个活动支架的位置，按照所确定活动支架的位置在导轨平台上利用螺杆与底座将两个活动支架固定在导轨槽中；
[0031]B.依据SCB试件尺寸及试件边缘距离支座的距离，以及导轨槽两侧的刻度线确定定位支架在导轨平台上位置，按照所确定定位支架的位置在导轨平台上利用螺杆将定位支架固定在导轨槽中，并记录定位支架的位置所对刻度；
[0032]C.将SCB试件放置在活动支架上并使得SCB试件的一端紧靠定位支架的长方体定位块，即可确定SCB试件的左右摆放位置，并使SCB试件平面与导轨槽轴线平行；
[0033]D.松开固定定位支架的螺杆，并使定位支架滑离SCB试件；施加压力，测试材料复合断裂韧度；试验测试结束后，将定位支架按第一次所记刻度重新固定；
[0034]E.重复步骤C和步骤D，完成本组SCB试件的复合断裂韧度测试。
[0035]以上方法能够使得在第一次试验测试结束后，将定位支架按第一次所记刻度重新固定，继续摆放SCB试件进行测试，有效避免多次重复试验中由于SCB试件摆放位置和方向导致的试验误差，并提高试验操作效率。
[0036]此外，本支座也可以用做其它所有的弯曲试验中的支座，除了 SCB试件外，也可以用于确定其他各类弯曲试验的试件方位。
【权利要求】
1.用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，包括导轨平台(1)、相对设置的两个活动支架(2)、定位支架(3)、底座(4)及螺杆(5);所述导轨平台(1)上设有导轨槽，导轨槽为凸字形凹槽(11);活动支架(2)包括柱状连接部，柱状连接部顶端的一个边侧设有用于支撑SCB试件的支撑部，柱状连接部底端的一个边侧设有第一固定部，第一固定部底部设有长方体突起，第一固定部及长方体突起设有相连通的通孔；定位支架(3)呈Z字形，包括连接部，连接部顶端的一个边侧连接有定位部，定位部的一端沿向上方向设有用于限定SCB试件方位的长方体定位块，长方体定位块的一个边侧垂直于导轨平台，连接部底端的一个边侧设有第二固定部，第二固定部底部设有长方体突起，第二固定部及长方体突起上设有相连通的通孔，活动支架(2)支撑部的最高点与定位支架(3)定位部的底面在同一水平面上；底座呈凸字形，其上部设有与螺杆(5)相适配的螺纹孔，底座的顶端与长方体突起的底部相接触，底座及长方体突起与凸字形凹槽相匹配，活动支架(2)与定位支架(3)通过螺杆(5)及底座(4)固定在导轨槽中。
2.如权利要求1所述的用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，所述柱状连接部为长方体连接部。
3.如权利要求1所述的用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，所述活动支架(2)的支撑部呈半圆柱状。
4.如权利要求3所述的用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，所述支撑部的一半沿水平方向沿伸于柱状连接部的外侧。
5.如权利要求1或2或3或4所述的用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，导轨平台(1)上沿凸字形凹槽(11)的外侧设有刻度尺(12)。
6.如权利要求5所述的用于确定SCB试件方位的支座,其特征在于,导轨槽横截面的底部长度比底座的底部长度长1mm。
7.如权利要求6所述的用于确定SCB试件方位的支座，其特征在于，所述通孔为螺纹孔,通孔的直径比底座的螺纹孔的直径大1_。
【文档编号】G01N3/02GK204165829SQ201420638448
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】罗毅, 任利, 李存宝, 王俊, 高超 申请人:四川大学