一种机械式线应变测量装置的制作方法

本实用新型涉及材料性能测试领域，特别是涉及一种表面平整材料的机械式线应变测量装置。

背景技术：

物体受到外力作用产生变形的程度称应变，应变有线应变、角应变及体应变，其中线应变公式为ε＝ΔL/L，式中L是变形的前长度，ΔL是其变形后的伸长量。材料的破坏往往从小的变形开始，通过测定线应变可以推导材料表面的应力状态，进而获得结构或构件的应力应变分布规律及应力集中状况，验证结构或构件设计的合理性。在建构筑物施工过程中，如钢结构安装、卸载、改造、加固，混凝土浇筑等过程，采用监测仪器对受力结构的应力变化进行监测的技术手段。现有的测量装置一般为电路测量，将电阻以电桥的方式进行组合，通过不同的接线方式来测量应变，测试时一般需要在现场设置电源进行供电，测试装置体积较大，结构复杂，并要求操作人员具有一定的电学理论基础。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机械式线应变测量装置。

本实用新型是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型提供一种机械式线应变测量装置，包括千分表1、固定刀架2和活动刀架4，固定刀架2包括第一横杆22，固定刀架2呈L形，第一横杆22的一端设有竖直向下的第三插脚21，且第三插脚21的轴线与第一横杆22的轴线相垂直，第一横杆22的另一端下方安装有铰支座3，固定刀架2通过铰支座3与活动刀架4铰接，活动刀架4包括第二横杆43，第二横杆43的轴线与第一横杆22的轴线相互平行，第二横杆43一端设有竖直向下的第二插脚42，另一端设有竖直向下的第一插脚41和竖直向上的第四插脚44，第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线和第四插脚44的轴线均垂直于第二横杆43的轴线，且第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚21的顶点位于同一水平线上；

千分表1垂直固接在第一横杆22靠近第三插脚21端，千分表1的探头与第二横杆43的上表面相接触，千分表1测量杆的轴线、第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线、第三插脚21的轴线、第四插脚44的轴线相互平行。

本实用新型提出的一种机械式线应变测量装置具有如下优点：

1、本实用新型测试装置结构简单、测量方便，适用于对表面平整的材料进行现场或者室内测定。

2、本实用新型测试装置无需设置电源，仅依靠机械构件就可测得材料应变，更适于工程现场应用。

以上说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1是本实用新型一种机械式线应变测量装置示意图。

图2是本实用新型一种机械式线应变测量装置的原理示意图。

【主要元件符号说明】

1-千分表，2-固定刀架、21-第三插脚、22-第一横杆，3-铰支座，4-活动刀架、41-第一插脚、42-第二插脚、43-第二横杆、44-第四插脚，5-试件。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本实用新型提出的一种机械式线应变测量装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种机械式线应变测量装置，包括千分表1、固定刀架2和活动刀架4，固定刀架2包括第一横杆22，固定刀架2呈L形，第一横杆22的一端设有竖直向下的第三插脚21，且第三插脚21的轴线与第一横杆22的轴线相垂直，第三插脚21可以使固定刀架2固定安装在待测试件5的表面，第一横杆22的另一端下方安装有铰支座3，固定刀架2通过铰支座3与活动刀架4铰接，从而使活动刀架4实现相对固定刀架2的转动，固定刀架2和活动刀架4均采用高强度、高刚度的铸铁材料，保证其稳定性，防止变形。

活动刀架4包括第二横杆43，第二横杆43与第一横杆22相互平行，第二横杆43一端设有竖直向下的第二插脚42，另一端设有竖直向下的第一插脚41和竖直向上的第四插脚44，第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线和第四插脚44的轴线均垂直于第二横杆43的轴线，且第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚21的顶点位于同一水平线上，第一插脚41和第二插脚42可使活动刀架4安装在待测试件5上，便于测量。

千分表1垂直安装在第一横杆22靠近第三插脚21端，千分表1的测量杆通过焊接或者强力胶固定在第一横杆22上，以保证在线应变测试过程中千分表1不会产生位移，保证测量数据的准确性，千分表1的探头与第二横杆43的上表面相接触，便于能准确测量第二横杆43产生的竖向位移，千分表1测量杆的轴线、第一插脚41的轴线、第二插脚42的轴线、第三插脚21的轴线、第四插脚44的轴线相互平行。

工作时，将装置放在试件5的表面，试件5的表面平整度应小于4mm/m，将第三插脚21的顶点、第一插脚41的顶点和第二插脚42的顶点安装嵌入在试件5的表面上，保证第一插脚41的顶点、第二插脚42的顶点和第三插脚43的顶点位于同一水平线上。此刻读出千分表的初始读数a1，并测量出构件的有效长度L(即第一插脚41顶点到第三插脚21顶点的长度)及第一椎体41顶点与第四插脚44顶点间的距离a，当试件5产生压缩形变量时，活动刀架4绕着铰支座3会发生转动，第一插脚41顶点产生水平位移ΔL，此刻记录下千分表此刻的读数a2，即可计算。

计算方法如下：

假如构件的有效长度为L(即第一插脚41顶点到第三插脚21顶点的长度)，第一椎体41顶点与第四插脚44顶点间的距离a，活动刀架如图2中实线所示，受力后试件5压缩量为ΔL(即第一插脚41顶点变形前后产生水平位移ΔL)，活动刀架4绕铰支座3的支点转动到图2中的虚线位置，转角为β，则千分表1测得的变形量为b,构件变形放大倍数为：

构件应变为：

根据公式计算应变，假定装置L＝251.7mm，a＝34.5mm,当构件的实际应变量ΔL为5.87mm时，构件的实际应变应为5.87/251.7＝2.33％，千分表测得数据为42.09mm，测量装置放大倍数为42.09/5.87＝7.17，测得构件应变为2.29％，测量误差为(2.33-2.29)/2.33＝1.72％，放大倍数为7.17，构件应变为2.29％。该误差在允许误差(允许误差范围为±5％)范围内。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。