一种简易的弯曲徐变试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种试验装置，特别是一种简易的弯曲徐变试验装置。

背景技术：

徐变作为混凝土本身固有的一种时变特性，对混凝土结构的受力和变形有着显著的影响。只要结构中存在混凝土，混凝土的徐变便始终存在。而只要结构对混凝土的变形敏感，混凝土的徐变效应分析便是结构分析中不可缺少的一部分。

目前用于测量混凝土徐变的实验装置主要包括压缩徐变、拉伸徐变和弯曲徐变的测量。混凝土因抗压强度较高，多用于承重构件，压缩徐变研究相对较多，国内外在标准环境下混凝土压缩徐变试验方法主要有美国的astmc512-02，英国的bsiso1920-9:2009和我国的gb/t50082-2009等。混凝土材料抗拉强度较低，其拉伸变形往往不可忽略，但拉伸徐变因测量应变值较小而离散性较大，试验方法主要有直接拉伸试验和约束收缩试验两种。与直接拉伸试验不同，约束收缩试验更接近真实过程。

相对于拉伸徐变试验装置的复杂，弯曲徐变试验装置是一种折中的方案，这种装置在设计上较易实现，而同时也可以测量试件的长期拉伸变形性能，目前弯曲徐变试验装置主要包括三点弯曲和四点弯曲。加载方式有杠杆式、弹簧式、千斤顶等。现有试验装置的主要问题集中于稳压措施、变形量测、成本较高等方面。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种杠杆滑轮式弯曲徐变试验装置，通过定滑轮改变加载方向，通过杠杆实现加载力放大，使用起来简单方便。解决了小试件弯曲徐变试验装置加载复杂的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种简易的弯曲徐变试验装置，包括底座、压板、连杆、连板、杠杆、支座和定滑轮，所述的压板为带有凸台的压板，所述底座、支座和定滑轮分别通过螺柱、螺母设置于地面上，所述压板数量有多块，所述压板包括一端面设有2个凸台的压板和两端面分别设有2个凸台的压板，其中，压板的两面分别设有2个凸台，压板的a面设有2个凸台a，压板的b面设有2个凸台b，2个凸台a之间的距离大于2个凸台b之间的距离，连杆两端分别与连板连接，试验时，从下至上依次将压板和试件放置于底座上，放置时所有压板的a面均朝上或者所有压板的b面均朝上，每块试件上下方分别放置有压板，一块压板上的2个凸台b位于试件一端面的中部位置，另一块压板上的2个凸台a位于试件另一端面的两端位置，最顶端的压板上放置有连板ⅰ，该连板ⅰ两端分别连接有连杆，连杆另一端分别连接有连板ⅱ，连板ⅱ位于最底端的压板下方，杠杆设置于支座上，杠杆离支座距离近的一端通过钢索和定滑轮与连杆连接，所述钢索穿过定滑轮，钢索一端与杠杆一端连接，钢索另一端与连板ⅱ连接；杠杆另一端施加有荷载。

本实用新型的进一步技术方案是：还包括荷载传感器，该荷载传感器位于最顶处的压板上、并位于连板ⅰ下。

还包括应变片，所述的应变片贴于试件上。

杠杆另一端通过砝码或者重物施加荷载。

连板分别通过螺母设置于连杆的两端，连杆两端设有螺纹，连板两端设有连杆孔，连杆穿过连杆孔，并通过与连杆螺纹相对应的螺母将连板设置于连杆上。

试验时，试件通过混凝土试模浇注成型后，在恒温、恒湿情况下放置28天。

施加的荷载为试件破坏荷载的70%（或其它应力水平），并保持荷载不变90天（或需要的加载龄期）。

试验时，从下至上依次放置压板和试件，每块试件上下方分别放置有压板，压板的a面均朝上，压板的b面均朝下，试件上方的压板下表面的2个凸台b位于试件上端面的中部位置，试件下方的压板上表面的2个凸台a位于试件下端面的两端位置，进而使得每个试件都是进行4点弯曲试验。

所述压板还包括一面只设有2个凸台a的压板和一面只设有2个凸台b的压板。

由于采用上述技术方案，本实用新型之一种简易的弯曲徐变试验装置，具有以下有益效果：

1.本实用新型采用杠杆式加载，不仅加载方便，还可省力，设计不同的动力臂和阻力臂，可达到不同的放大系数。采用定滑轮进行加载，可以改变加载方向，杠杆式加载，使得加载方向由下往上，通过定滑轮后，加载方向由上往下，更符合日常加载习惯。将钢索固定于连板（钢板）之上，使得加载方向更加可靠，避免加载方向偏斜。同时，装置配合压板、拉杆、传感器等，可同时完成三个试件的徐变测试。本实用新型结构简单，操作方便，特别对于小试件，方便施加荷载，可广泛推广使用，本实用新型实用范围广，不仅可用于混凝土试件的4点弯曲徐变试验，同时也可完成其它复合材料的弯曲变形试验。

2.本实用新型的重点是徐变试验装置的简易化，特别适用于小试件，由于联合杠杆和定滑轮进行加载，因而试验方法相对简单。采用本实用新型装置进行试验，数值上与常规徐变试验装置所得数据相差不大，但该装置采取了杠杆式滑轮装置，因而在加载和试验过程上相对简单、方便。通过定滑轮改变加载方向，通过杠杆实现加载力放大，使用起来简单方便。

下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之一种简易的弯曲徐变试验装置的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本实施方式中一种简易的弯曲徐变试验装置的结构示意图。

图2：本实施方式中一种简易的弯曲徐变试验装置的结构示意图。

图3：本实施方式中杠杆的结构示意图。

在上述附图中，各标号说明如下：

1-底座、2-压板、3-连杆、4-连板、5-杠杆、6-支座、7-定滑轮，8-钢索，9-试件，10-荷载传感器。

具体实施方式

一种简易的弯曲徐变试验装置，包括底座、压板、连杆、连板、杠杆、支座、定滑轮、荷载传感器和应变片，所述的压板为带有凸台的压板，所述底座、支座和定滑轮分别通过螺柱、螺母设置于地面上，所述压板数量有多块，所述压板包括一端面设有2个凸台的压板和两端面分别设有2个凸台的压板，压板的两面分别设有2个凸台，为了方便说明，此处定义压板的上表面为a面，压板的下表面为b面，压板的a面设有2个凸台a，压板的b面设有2个凸台b，2个凸台a之间的距离大于2个凸台b之间的距离。所述压板还包括一面只设有2个凸台a的压板和一面只设有2个凸台b的压板，只有一面设有凸台的压板方便用于底部和顶部。压板可以为多块大小不同的压板，进而可以进行不同大小的试件试验，连杆可为多根长度不同的连杆，使用时可以选用相同长度的连杆进行使用。连杆两端分别与连板连接。试验时，从下至上依次将压板和试件放置于底座上，放置压板时所有压板的a面均朝上（或者所有压板的b面均朝上），每块试件上下方分别放置有压板，一块压板上的2个凸台b位于试件一端面的中部位置，另一压板上的2个凸台a位于试件另一端面的两端位置，本实施例中压板的a面均朝上，压板的b面均朝下，每块试件上下方分别放置有压板，试件上方的压板下表面的2个凸台b位于试件上端面的中部位置，试件下方的压板上表面的2个凸台a位于试件下端面的两端位置，进而使得每个试件都是进行4点弯曲试验，最顶端的压板上放置有连板ⅰ，该连板ⅰ两端分别连接有连杆，连杆另一端分别连接有连板ⅱ，连板ⅱ位于最底端的压板下方，杠杆设置于支座上，杠杆离支座距离近的一端通过钢索和定滑轮与连杆连接，所述钢索穿过定滑轮，钢索一端与杠杆一端连接，钢索另一端与连板ⅱ连接；试验时，杠杆另一端施加荷载，通过施加荷载使得杠杆另一端下压，杠杆与钢索连接的一端上拉钢索一端，钢索另一端下拉连板ⅱ，连板ⅱ通过连杆下拉连板ⅰ，连板ⅰ对最顶处的压板施压，使得从上至下的压板都对下其下方的试件施压，进而可以进行试验。荷载传感器位于最顶处的压板上、并位于连板ⅰ下，通过荷载传感器可以得到连板ⅰ下压的压力。所述的应变片贴于试件上，通过应变片测得试件中部变形值。杠杆另一端通过砝码或者重物施加荷载。连板分别通过螺母与连杆连接，连杆两端设有螺纹，连板两端分别设有连杆孔，连杆穿过连杆孔，并通过与连杆螺纹相对应的螺母将连板设置于连杆上。试验时，试件通过混凝土试模浇注成型后，在恒温、恒湿情况下放置28天，然后用于试验。施加的荷载为试件破坏荷载的70%（或其它应力水平），并保持荷载不变90天（或需要的加载龄期），即可得到90天（或其它加载龄期）试件中部变形。

压板和试件的放置方法：从下至上依次放置压板和试件，每块试件上下方分别放置有压板，试件上方的压板下表面的2个凸台b位于试件上端面的中部位置，试件下方的压板上表面的2个凸台a位于试件下端面的两端位置，进而使得每个试件都是进行4点弯曲试验，例如，第一块压板放置于底座，第一块试件放置于第一块压板的2个凸台a上，此时第一块压板上的2个凸台a分别位于第一块试件的两端，第二块压板放置于第一块试件上，此时第二块压板上的2个凸台b分别位于第一块试件靠近中间的部位，同理，第二块试件放置于第二块压板的2个凸台a上，第三块压板放置于第二块试件上，第三块试件放置于第三块压板上，第四块压板放置于第三块试件上，以此方式放置压板和试件，直到放置到适合的高度，例如一次使用可以放置3-5块试件。所述连杆数量为2根，连板数量为2块，该2块连板分别设置于2根连杆的两端，2块连板分别通过螺母设置于2根连杆的两端，连杆两端设有螺纹，连板两端设有2个连杆孔，连杆穿过连杆孔，并通过与连杆螺纹相对应的螺母将连板设置于连杆上。可以根据试验需要选择适合长度的连杆，并选择多块要试验的试件和相对应的压板。位于连杆一端上的连板ⅰ放置于最顶处的压板上，连杆另一端上的连板ⅱ位于第一块压板下方。杠杆设置于支座上，杠杆离支座距离近的一端通过钢索和定滑轮与连杆连接，所述钢索穿过定滑轮，钢索一端与杠杆一端连接，钢索另一端与连板ⅱ连接；试验时，杠杆另一端施加荷载，通过施加荷载使得杠杆另一端下压，杠杆与钢索连接的一端上拉钢索一端，钢索另一端下拉连板ⅱ，连板ⅱ通过连杆下拉连板ⅰ，连板ⅰ对最顶处的压板施压，使得从上至下的压板都对其下方的试件施压，进而可以进行试验。

具体实施例：一种简易的弯曲徐变试验装置（杠杆滑轮式徐变试验装置），包括杠杆、支座、钢索、定滑轮、连板（即钢板）、连杆、荷载传感器、带凸台的压板、螺柱、螺母、位移计、百分表、钢架、应变片等。支座、定滑轮和钢板分别通过螺柱和螺母设置于地面上。杠杆设置于支座上，且杠杆一端通过钢索和定滑轮与连杆连接，连杆与连板连接，连板、压板依次放置。杠杆式滑轮加载装置可直接加载，通过定滑轮可以改变加载方向带凸台的压板和试件，每块试件上下方分别放置有压板，拉板与杠杆一端连接，通过在杠杆另一端施加荷载，进而给带凸台的压板施加压力，从而给试件施加压力，以进行试验，通过杠杆可以达到省力的效果。杠杆可以实现省力加载，定滑轮实现改变加载方向，带有凸台的压板可以完成试件的四点弯曲试验，并可以同时完成三根试件（或者1根、2根、4根、5根，或多根），螺柱和螺母用来固定钢架（底座）、定滑轮和杠杆等。钢索用于传递加载力，荷载传感器和位移计用于测量施加在试件上的荷载及试件中部产生的挠度。钢架起支撑固定作用。混凝土试件浇注成型后，在恒温、恒湿情况下保养28天，然后用于试验，一次放置三根试件于徐变试验装置上，在杠杆一端施加荷载，可以直接采用砝码加载，同时在试件纯弯曲段贴上应变片，测量试件拉伸段和压缩段的伸长和压缩变形，在试件中点下部装上位移计用于测量中点挠度。施加试件破坏荷载的70%（或其它应力水平），并保持荷载不变90天（或需要的加载龄期），即可得到90天（或其它加载龄期）试件中部变形，并进一步得到徐变。

本实施方式通过定滑轮改变加载方向，通过杠杆实现加载力放大，使用起来简单方便。杠杆滑轮式徐变试验装置可根据动力臂和阻力臂的长度比将加载力方大，再经过定滑轮改变作用方向而将力作用在混凝土试件上。在加载过程中，加载力的方向保持向下，不会因杠杆的前后转动而改变加载力的方向。可同时加载多根（附图是3根）混凝土弯曲试件，每根试件都是4点弯曲，当加载力较大时，试件本身重量可以忽略，但当荷载较小时，混凝土试件的重量必须考虑。荷载传感器置于最上端试件上，可利用其测出各层试件的实际加载力，荷载通过压板下的两个凸台（小圆柱结构的凸台）进行加载。杠杆与滑轮间通过钢丝绳（钢索）相连，当荷载经杠杆传递到钢丝绳，经定滑轮改变作用方向，并通过连杆、压板上的凸台将荷载分配到混凝土试件上。具体方式是，将三根大小一样的混凝土弯曲试件侧面磨平，置于弯曲试验装置的钢架之中，使侧面处于受压面。将荷载传感器放于最上面的试块之上，荷载通过传感器传递到试件。外荷载加于杠杆一端，杠杆另一端通过系于杠杆上的钢索经定滑轮传递于加载钢架下部的连板上，下部连板经拉杆进一步将荷载传递给钢架上面的连板，最后通过传感器将荷载传递到试件。整个加载装置必须牢固的固定于地面。四点弯曲试件，中间产生纯弯曲变形，可贴应变片测量轴向应变和泊松比，试件挠度可通过位移计测定。