一种轴向拉伸试验夹具

1.本实用新型涉及试验夹具技术领域，具体是指一种轴向拉伸试验夹具。


背景技术：

2.由于混凝土这种弹塑性材料的抗拉强度远小于抗压强度，混凝土抗拉强度的研究对于结构安全设计、抗震设计、以及混凝土的应用等有重要意义。在测试混凝土直接拉伸试验过程中，需要使用到拉伸试验夹具，直接拉伸试验在试验过程中能使试件材料内部的应力分布更加均匀，故测定混凝土的抗拉强度，多采用直接拉伸试验中的轴向拉伸试验，试件形状为翼型试件。现有的试验夹具为夹持式，将夹具固定在万能试验机夹头上，再通过万能试验机夹头将试件夹紧，以达到试验条件。由于混凝土材料的特性所以对于局部的应力集中不能通过局部产生较大的变形而降低应力集中效果，一旦在试件上的某一点产生应力集中，就会导致混凝土在该点开裂破坏，混凝土轴向拉伸试验中另一个关键问题是使试件几何中心线与试验机加荷轴向线同心，以保证试件断面受力均匀，但实际总有偏心发生，但应该将其减小到允许范围以内，传统夹具易使翼型试件从夹持部位断裂，或是由于偏心，承受弯矩、扭力导致的断裂，试验结果难以满足要求。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种有效降低偏心受拉问题和确保试验数据精准的轴向拉伸试验夹具。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种轴向拉伸试验夹具，包括翼型试件，所述翼型试件上下端均套接设有夹具主体，所述夹具主体上设有配合翼型试件使用的颈状的夹持槽，所述夹具主体前端设有开口结构，所述夹具主体连接翼型试件的另一端设有突出结构，所述夹具主体突出结构一端处设有主球铰套筒，所述主球铰套筒内部设有开口朝向远离夹具主体一侧的球铰槽，所述球铰槽靠近夹具主体的一端为半球形结构，所述球铰槽远离半球形结构的另一端内壁为螺纹结构，所述球铰槽内部插接设有球铰，所述球铰插接于球铰槽的一端为球形结构，所述球铰的另一端为柱形结构，所述球铰上套接设有次球铰套筒，所述次球铰套筒同球铰槽之间通过螺纹结构连接，所述次球铰套筒上设有配合球铰使用的球铰导孔，所述球铰导孔靠近主球铰套筒的一端为配合球铰球形结构使用的半球形结构，所述球铰导孔的另一端为圆台形结构。
5.本实用新型与现有技术相比的优点在于：相较于现有技术，本实用新型使得试件的中心线与试验及加荷轴向线同心，最大限度地减小了偏心，保证了在加载时，确保试件在轴向方向受拉，进而使得试件断面受力均匀，减小或者避免偏心受拉现象，令试验结果更接近实际水平，为工程实际以及科研研究提供准确的支撑。
6.作为改进，所述夹具主体的突出结构内部设有内螺纹槽一，所述主球铰套筒上设有同内螺纹槽一通过螺纹结构连接的螺纹柱。
7.作为改进，所述球铰的柱形结构内部设有开口远离主球铰套筒的内螺纹槽二。内
螺纹槽二的作用是用来同外部钢筋进行连接。
8.作为改进，所述夹具主体内部位于夹持槽两侧的位置处设有开口向前的钢板连接螺纹槽。钢板连接螺纹槽用来配合覆盖钢板和螺栓进行使用，通过设置覆盖钢板能够防止在试验过程中试验被破坏而弹出，减少其造成的危险性。
9.作为改进，所述夹具主体内两侧上下端边缘处均设有开口向前的传感器连接螺纹槽。传感器连接螺纹槽的作用是用来固定连接检测用的位移传感器。
附图说明
10.图1是本实用新型一种轴向拉伸试验夹具的结构示意图。
11.图2是本实用新型一种轴向拉伸试验夹具的左视截面图。
12.图3是本实用新型一种轴向拉伸试验夹具球铰部件爆炸图。
13.如图所示：1、翼型试件，2、夹具主体，3、夹持槽，4、主球铰套筒，5、球铰槽，6、球铰，7、次球铰套筒，8、球铰导孔，9、内螺纹槽一，10、螺纹柱，11、内螺纹槽二，12、钢板连接螺纹槽，13、传感器连接螺纹槽。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
15.结合附图1，一种轴向拉伸试验夹具，包括翼型试件1，所述翼型试件1上下端均套接设有夹具主体2，所述夹具主体2上设有配合翼型试件1使用的颈状的夹持槽3，所述夹具主体2前端设有开口结构，所述夹具主体2连接翼型试件1的另一端设有突出结构，所述夹具主体2突出结构一端处设有主球铰套筒4，所述主球铰套筒4内部设有开口朝向远离夹具主体2一侧的球铰槽5，所述球铰槽5靠近夹具主体2的一端为半球形结构，所述球铰槽5远离半球形结构的另一端内壁为螺纹结构，所述球铰槽5内部插接设有球铰6，所述球铰6插接于球铰槽5的一端为球形结构，所述球铰6的另一端为柱形结构，所述球铰6上套接设有次球铰套筒7，所述次球铰套筒7同球铰槽5之间通过螺纹结构，所述次球铰套筒7上设有配合球铰6使用的球铰导孔8，所述球铰导孔8靠近主球铰套筒4的一端为配合球铰6球形结构使用的半球形结构，所述球铰导孔8的另一端为圆台形结构。
16.所述夹具主体2的突出结构内部设有内螺纹槽一9，所述主球铰套筒4上设有同内螺纹槽一9通过螺纹结构连接的螺纹柱10。
17.所述球铰6的柱形结构内部设有开口远离主球铰套筒4的内螺纹槽二11。
18.所述夹具主体2内部位于夹持槽3两侧的位置处设有开口向前的钢板连接螺纹槽12。
19.所述夹具主体2内两侧上下端边缘处均设有开口向前的传感器连接螺纹槽13。
20.本实用新型的工作原理：本实用新型夹具主体1上设置的夹持槽3其颈口出的的尺寸要宽于翼型试件1的连接处，并且夹持槽3颈口处的斜坡结构斜率和翼型试件1的连接处的斜率时相同的，这样能够避免颈缩处产生应力集中现象，防止试验加载时颈缩处发生破坏的问题，本实用新型利用球铰6配合主球铰套筒4和次球铰套筒7形成球铰构件，球铰构件主要起到减小偏心的作用，最大限度确保翼型试件1在轴向方向受拉，改善现有夹具存在的问题，通过在主球铰套筒4和次球铰套筒7内部形成一个球形空间保证球铰6可以轻微转动，
加载时的轻微转动，能够使得翼型试件1在轴向方向受拉，最大限度地减小试件偏心受拉，使试件受拉时不受弯矩作用；由于万能试验机夹钢筋多一些，所以球铰6的另一端设计成内螺纹槽二11和处理过的钢筋连接的形式，钢筋的另一端被试验机夹头夹紧，以此上述原理实现降低偏心的功能，令试验结果更接近实际水平，为工程实际以及科研研究提供准确的支撑。
21.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种轴向拉伸试验夹具，包括翼型试件(1)，其特征在于：所述翼型试件(1)上下端均套接设有夹具主体(2)，所述夹具主体(2)上设有配合翼型试件(1)使用的颈状的夹持槽(3)，所述夹具主体(2)前端设有开口结构，所述夹具主体(2)连接翼型试件(1)的另一端设有突出结构，所述夹具主体(2)突出结构一端处设有主球铰套筒(4)，所述主球铰套筒(4)内部设有开口朝向远离夹具主体(2)一侧的球铰槽(5)，所述球铰槽(5)靠近夹具主体(2)的一端为半球形结构，所述球铰槽(5)远离半球形结构的另一端内壁为螺纹结构，所述球铰槽(5)内部插接设有球铰(6)，所述球铰(6)插接于球铰槽(5)的一端为球形结构，所述球铰(6)的另一端为柱形结构，所述球铰(6)上套接设有次球铰套筒(7)，所述次球铰套筒(7)同球铰槽(5)之间通过螺纹结构连接，所述次球铰套筒(7)上设有配合球铰(6)使用的球铰导孔(8)，所述球铰导孔(8)靠近主球铰套筒(4)的一端为配合球铰(6)球形结构使用的半球形结构，所述球铰导孔(8)的另一端为圆台形结构。2.根据权利要求1所述的一种轴向拉伸试验夹具，其特征在于：所述夹具主体(2)的突出结构内部设有内螺纹槽一(9)，所述主球铰套筒(4)上设有同内螺纹槽一(9)通过螺纹结构连接的螺纹柱(10)。3.根据权利要求1所述的一种轴向拉伸试验夹具，其特征在于：所述球铰(6)的柱形结构内部设有开口远离主球铰套筒(4)的内螺纹槽二(11)。4.根据权利要求1所述的一种轴向拉伸试验夹具，其特征在于：所述夹具主体(2)内部位于夹持槽(3)两侧的位置处设有开口向前的钢板连接螺纹槽(12)。5.根据权利要求1所述的一种轴向拉伸试验夹具，其特征在于：所述夹具主体(2)内两侧上下端边缘处均设有开口向前的传感器连接螺纹槽(13)。

技术总结
本实用新型公开了一种轴向拉伸试验夹具，包括翼型试件、夹具主体、夹持槽、主球铰套筒和球铰槽，所述球铰槽靠近夹具主体的一端为半球形结构，所述球铰槽远离半球形结构的另一端内壁为螺纹结构，所述球铰槽内部插接设有球铰，所述球铰插接于球铰槽的一端为球形结构，所述球铰的另一端为柱形结构，所述球铰上套接设有次球铰套筒，所述次球铰套筒同球铰槽之间通过螺纹结构连接，所述次球铰套筒上设有配合球铰使用的球铰导孔，所述球铰导孔靠近主球铰套筒的一端为配合球铰球形结构使用的半球形结构，所述球铰导孔的另一端为圆台形结构。本实用新型与现有技术相比的优点在于：有效降低偏心受拉问题和确保试验数据精准。拉问题和确保试验数据精准。拉问题和确保试验数据精准。


技术研发人员：丁宏建 孙全胜 王艳琪 贾东哲 李春玮
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2021/11/30