一种双胶层剪切试验模具及其操作方法

1.本发明涉及一种土木工程结构测试装置，特别涉及一种双胶层剪切试验模具及其操作方法。


背景技术：

2.胶层结构剪切试验是利用万能力学试验机对双胶层试件(例如木
‑
木胶层试件、钢
‑
木胶层试件等)进行剪切试验，采用均匀连续的加荷方式，试验过程中的试件剪切面的所在面与荷载方向保持平行，待加载试验结束后，记录其剪切破坏时的最大荷载，计算得到其胶层剪切强度；中国国标gb/t17517、欧洲标准en392以及美国标准astmd905都规定了胶层压缩剪切强度测试标准，但实际操作时容易出现剪切力与摩檫力产生的惯性矩导致剪切力方向与胶层方向不共线的问题，进而产生新的应力作用，所测结果因此出现误差。
3.目前，常用的胶层结构剪切试验模具都是测量单胶层结构的胶层剪切强度，而对于双胶层的结构没有可供测量胶层剪切强度的模具，对双胶层结构进行测试时往往很难直接提取出精确有效的数据，从而限制了双胶层结构在实际中的应用。针对不同的剪切试验要求，如何使用试验模具来测量双胶层结构的剪切强度是促进双胶层结构更广泛应用的关键技术问题之一。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种双胶层剪切试验模具及其操作方法，能够对双胶层结构实现高精度的剪切强度测量，具有构造简明、易于装卸、便于携带、操作简单、成本低廉的优点。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种双胶层剪切试验模具，包括方钢环4，所述方钢环4四周中部通过螺栓孔连接有紧固螺栓5，方钢环4内设有可拆卸的固定组件，试件1通过可拆卸的固定组件与紧固螺栓5固定于方钢环4中间；所述固定组件包括相对设置的第一夹紧块2及第二夹紧块3。
7.所述第一夹紧块2接触面中间设置有凹槽2
‑
1，凹槽2
‑
1两侧且第一夹紧块2接触面上设有摩擦纹2
‑
2。
8.所述第一夹紧块2接触面上的摩擦纹2
‑
2与试件1的两侧结构块1
‑
2紧固面1
‑2‑
1紧密连接，凹槽2
‑
1与试件1的中间结构块1
‑
1无接触。
9.所述第二夹紧块3与试件1的两侧结构块1
‑
2的连接面1
‑2‑
2接触连接。
10.所述第一夹紧块2及第二夹紧块3采用金属硬质材料。
11.所述方钢环4底部设有垫块6。
12.一种双胶层剪切试验模具的操作方法，具体包括以下步骤：
13.1)制作试件1：通过胶粘，将尺寸一致的两侧结构块1
‑
2及中间结构块1
‑
1粘接在一起，其中，中间结构块1
‑
1与两侧结构块1
‑
2之间根据试验设计形成高度落差，胶干后备用；
14.2)在水平台面上将步骤1)得到的试件1放置于方钢环4中间，通过螺栓5分别从对
侧将第一夹紧块2接触面上的摩擦纹2
‑
2与试件1的两侧结构块1
‑
2的紧固面1
‑2‑
1紧密连接；通过螺栓5从另外两侧将第二夹紧块3与试件1的两侧结构块1
‑
2的连接面1
‑2‑
2接触连接；
15.3)根据步骤1)形成的高度落差尺寸在固定好试件1的方钢环底部设置垫块6，相应抬高模具整体高度；
16.4)对中间结构块1
‑
1增加荷载，试件1的两侧结构块1
‑
2及中间结构块1
‑
1产生相对位移，两侧的胶层1
‑
3被破坏，进而测得其剪切强度，公式如下：
[0017][0018]
其中：f
gv
为胶粘抗压剪强度mpa，f
u
为试件最大破坏荷载n，a
v
为胶粘试件的剪切面面积mm2。
[0019]
本发明的有益效果在于：
[0020]
通过方钢环4及可拆卸的固定组件对双胶层的试件1进行固定，其中，第一夹紧块2接触面中间设置的凹槽2
‑
1避免由第一夹紧块2与试件1的中间结构块1
‑
1接触而产生的摩擦；凹槽2
‑
1两侧且第一夹紧块2接触面上设置的摩擦纹2
‑
2，对试件的两端结构块1
‑
2更好地夹紧，防止试件产生滑移；根据不同试验要求，设置试件1的中间结构块1
‑
1高出部分(试件1中两端结构块1
‑
2与中间结构块1
‑
1长度相等)，在方钢环4底部设置垫块6调整模具高度，灵活性好，对材料需要进行双胶层剪切的试验提供了试验器材，方便了试验步骤，给双胶层结构在实际中的应用提供技术支持，突破了只能测量单胶层试件剪切强度的技术瓶颈，促进双胶层结构在实际中的广泛应用。
[0021]
本发明具有构造简明、易于装卸、便于携带、操作简单、成本低廉的优点。
附图说明
[0022]
图1为本发明试件1的结构示意图。
[0023]
图2为本发明的第一夹紧块2的结构示意图。
[0024]
图3为本发明的第二夹紧块3的结构示意图。
[0025]
图4为本发明的试件1和第一夹紧块2、第二夹紧块3的组装结构示意图。
[0026]
图5为本发明的方钢环4和螺栓5的结构示意图。
[0027]
图6为本发明的组装结构示意图。
[0028]
图7为本发明的效果图。
[0029]
图中：1、试件；1
‑
1、中间结构块；1
‑
2、两侧结构块；1
‑2‑
1、紧固面；1
‑2‑
2、连接面；1
‑
3、胶层；2、第一夹紧块；2
‑
1、凹槽；2
‑
2、摩擦纹；3、第二夹紧块；4、方钢环；5、螺栓；6、垫块。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图对本发明的做进一步详细说明。
[0031]
参见图6、图7，一种双胶层剪切试验模具，包括方钢环4，所述方钢环4四周中部通过螺栓孔连接有紧固螺栓5，方钢环4内设有可拆卸的固定组件，试件1通过可拆卸的固定组件与紧固螺栓5固定于方钢环4中间；所述固定组件包括相对设置的第一夹紧块2及第二夹
紧块3。
[0032]
参见图2、图4，所述第一夹紧块2接触面中间设置有凹槽2
‑
1，凹槽2
‑
1两侧且第一夹紧块2接触面上设有摩擦纹2
‑
2。
[0033]
所述第一夹紧块2接触面上的摩擦纹2
‑
2与试件1的两侧结构块1
‑
2的紧固面1
‑2‑
1紧密连接，凹槽2
‑
1与试件1的中间结构块1
‑
1无接触。
[0034]
参见图3、图4，所述第二夹紧块3与试件1的两侧结构块1
‑
2的连接面1
‑2‑
2接触连接。
[0035]
所述第一夹紧块2及第二夹紧块3采用金属硬质材料。
[0036]
所述方钢环4底部设有垫块6。
[0037]
参见图1、图4、图6、图7，一种双胶层剪切试验模具的操作方法，具体包括以下步骤：
[0038]
1)制作试件1：通过胶粘，将尺寸一致的两侧结构块1
‑
2及中间结构块1
‑
1粘接在一起，其中中间结构块1
‑
1与两侧结构块1
‑
2之间根据试验设计形成高度落差，胶干后备用；
[0039]
2)在水平台面上将步骤1)得到的试件1放置于方钢环4中间，通过螺栓5分别从对侧将第一夹紧块2接触面上的摩擦纹2
‑
2与试件1的两侧结构块1
‑
2紧固面1
‑2‑
1紧密连接；通过螺栓5从另外两侧将第二夹紧块3与试件1的两侧结构块1
‑
2的连接面1
‑2‑
2接触连接；
[0040]
3)根据步骤1)形成的高度落差尺寸在固定好试件1的方钢环底部设置垫块6，相应抬高模具整体高度；
[0041]
4)对中间结构块1
‑
1增加荷载，试件1的两侧结构块1
‑
2及中间结构块1
‑
1产生相对位移，两侧的胶层1
‑
3被破坏，进而测得其剪切强度，公式如下：
[0042][0043]
其中：f
gv
为胶粘抗压剪强度mpa，f
u
为试件最大破坏荷载n，a
v
为胶粘试件的剪切面面积mm2。
[0044]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。