一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，包括用于水平套裝被測(cè)試件的五個(gè)試件套筒配件、用于施加在試件套筒配件上進(jìn)而對(duì)被測(cè)試件施加循環(huán)荷載，通過信息采集系統(tǒng)，采集試驗(yàn)過程中的壓力值和循環(huán)加載次數(shù)，進(jìn)而確定試件疲勞強(qiáng)度，被測(cè)試件為呈水平向布設(shè)的圓柱狀試件，五個(gè)試件套筒配件均為拱形，測(cè)試套筒配件上均開設(shè)有與被測(cè)試件相配合且偏心布設(shè)的半圓孔，測(cè)試套筒配件中任意兩個(gè)的下端面連接有安裝在施壓機(jī)構(gòu)上的水平限位板，測(cè)試套筒配件中兩個(gè)為一組、同一組的套筒配件結(jié)構(gòu)和尺寸均相等。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠，能解決現(xiàn)有材料疲勞強(qiáng)度測(cè)試方法存在的操作不便、測(cè)試結(jié)果不可靠等問題。
【專利說明】一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路工程材料疲勞強(qiáng)度剪切測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀。
【背景技術(shù)】
[0002]道路工程材料疲勞強(qiáng)度測(cè)定是描述道路工程材料力學(xué)特性的重要參數(shù)之一，在道路工程中，道路工程材料的疲勞強(qiáng)度測(cè)定是防止道路早期破壞的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。但目前，尚無統(tǒng)一的工程材料疲勞強(qiáng)度測(cè)試方法及其相應(yīng)的測(cè)試裝置，且受試驗(yàn)機(jī)的限制，試件一般只能采用立方體，因而現(xiàn)如今在實(shí)驗(yàn)室對(duì)道路工程材料疲勞強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試時(shí)，均不同程度地存在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、技術(shù)復(fù)雜、儀器制造工藝繁雜、測(cè)試結(jié)果不可靠等多種缺陷和不足。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀。該組裝式疲勞強(qiáng)度測(cè)試儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡(jiǎn)便靈活、自動(dòng)化程度高、且測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能有效解決現(xiàn)有道路工程材料疲勞強(qiáng)度測(cè)試方法存在的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、測(cè)試結(jié)果不可靠等實(shí)際問題。
[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:包括五個(gè)用于水平套裝被測(cè)試件的試件套筒配件，以及用于施加在試件套筒配件上進(jìn)而對(duì)被測(cè)試件施加循環(huán)荷載的施壓機(jī)構(gòu)，所述循環(huán)加載的施壓機(jī)構(gòu)為配有可編程邏輯控制器(PLC)的加載控制箱和氣動(dòng)加載裝置，所述施壓機(jī)構(gòu)上帶有測(cè)力裝置、頻率測(cè)試功能以及電子顯示屏，所述被測(cè)試件為呈水平向布設(shè)的圓柱狀試件，所述試件套筒配件均為拱形，所述五個(gè)測(cè)試套筒配件上均開設(shè)有與被測(cè)試件相配合且偏心布設(shè)的半圓孔，分為三組，一組和二組為兩個(gè)測(cè)試套筒配件，三組為一個(gè)測(cè)試套筒配件，一組和二組中的測(cè)試套筒配件的下端面連接有安裝在施壓機(jī)構(gòu)上的水平限位板，所述同組測(cè)試套筒配件的結(jié)構(gòu)和尺寸均相等。
[0005]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)上壓頭和與所述上壓頭呈同軸布設(shè)的下壓頭，所述下壓頭為固定設(shè)置且氣動(dòng)上壓頭為所述施壓機(jī)構(gòu)的施壓元件，所述水平限位板安裝在下壓頭上。
[0006]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)為受PLC控制的空氣壓力機(jī)，所述PLC裝置具有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數(shù)統(tǒng)計(jì)的功能。
[0007]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試套筒配件上靠近半圓孔的一端面均設(shè)置有至少兩個(gè)螺紋孔，所述測(cè)試套筒配件上遠(yuǎn)離半圓孔的一端面設(shè)置有至少兩個(gè)螺紋孔，所述水平限位板上設(shè)置有至少四個(gè)且與所述螺紋孔相對(duì)應(yīng)的安裝孔。
[0008]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述試件套筒配件三組位于試件套筒配件一組和試件套筒配件二組之間，所述試件套筒配件一組和試件套筒配件二組與水平限位板相連接，所述試件套筒配件三組的上端面伸出試件套筒配件一組和試件套筒配件二組，所述試件套筒配件三組的下端面與水平限位板之間具有間隙。
[0009]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述試件套筒配件一組和試件套筒配件二組上的螺紋孔，通過銷軸與水平限位板左側(cè)部和右側(cè)部的安裝孔相連接。
[0010]上述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述試件套筒配件上的螺紋孔通過銷軸與水平限位板兩側(cè)的安裝孔相連接。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便且投入成本低。
[0013]2、本實(shí)用新型的制造工藝簡(jiǎn)單快捷，便于投入大批量生產(chǎn)，且適用于多種規(guī)格試件，測(cè)試數(shù)據(jù)可靠且實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定。
[0014]3、本實(shí)用新型使用操作簡(jiǎn)便且實(shí)用價(jià)值高，無污染，對(duì)周圍環(huán)境影響?。徊⑶以囼?yàn)數(shù)據(jù)由測(cè)力裝置直接讀出，簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。
[0015]4、本實(shí) 用新型能夠隨時(shí)安裝拆卸，可直接快速在施工現(xiàn)成使用，方便快捷，測(cè)試結(jié)果精確。
[0016]5、自動(dòng)化程度高，使用效果好，本實(shí)用新型采用的加載方式為通過兩組固定試件套筒對(duì)裝于試件套筒內(nèi)的試件進(jìn)行水平限位固定，并通過接有PLC控制裝置的施壓機(jī)構(gòu)對(duì)試件中部施加循環(huán)加載，通過信息采集系統(tǒng)采集循環(huán)加載力的大小以及循環(huán)加載次數(shù)，從而確定疲勞強(qiáng)度。
[0017]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、自動(dòng)化程度高、制造耗材量小、使用操作簡(jiǎn)便且測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定可靠，能有效解決現(xiàn)有道路工程材料疲勞強(qiáng)度測(cè)試方法存在的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、耗材量大、測(cè)試結(jié)果不可靠等實(shí)際問題。
[0018]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施方式中試件套筒配件一組、試件套筒配件二組和試件套筒配件三組的組合關(guān)系示意圖。
[0021]圖3為本實(shí)用新型試件套筒配件一組(試件套筒配件二組、試件套筒配件三組)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本實(shí)用新型水平限位板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]1-被測(cè)試件；2-試件套筒配件；2-1套筒配件一組；
[0025]2-2套筒配件二組；2-3套筒配件三組；3_水平限位板
[0026]4-施壓機(jī)構(gòu)；4-1氣動(dòng)上壓頭；4-2下壓頭；
[0027]4-3支架5-支架底板；6-PLC加載控制箱；
[0028]7-螺紋孔；8-半圓孔；9-安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1所示的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，包括用于水平套裝被測(cè)試件(I)的試件套筒配件一組(2-1)、試件套筒配件二組(2-2)和試件套筒配件三組(2-3)，以及用于施加在試件套筒配件上進(jìn)而對(duì)被測(cè)試件施加循環(huán)荷載的施壓機(jī)構(gòu)(4)，所述循環(huán)加載的施壓機(jī)構(gòu)為配有可編程邏輯控制器(PLC)的加載控制箱(6)和氣動(dòng)加載裝置，所述施壓機(jī)構(gòu)上帶有測(cè)力裝置、頻率測(cè)試功能以及電子顯示屏，所述被測(cè)試件(I)為呈水平向布設(shè)的圓柱狀試件，所述試件套筒配件均為拱形，所述測(cè)試套筒配件上均開設(shè)有與被測(cè)試件(I)相配合且偏心布設(shè)的螺紋孔(7)，所述測(cè)試套筒配件一組(2-1)和測(cè)試套筒配件二組(2-2)中任意一組的下端面連接有安裝在施壓機(jī)構(gòu)(4)上的水平限位板(3)，所述同組中的測(cè)試套筒配件的結(jié)構(gòu)和尺寸均相等。
[0030]如圖1所示，所述氣動(dòng)加載裝置(4)包括氣動(dòng)上壓頭(4-1)和與所述上壓頭(4-1)呈同軸布設(shè)的下壓頭(4-2)，所述下壓頭(4-2)為固定設(shè)置且上壓頭(4-1)為所述氣動(dòng)加載裝置(4)的施壓元件，所述水平限位板(3)安裝在下壓頭(4-2)上。所述氣動(dòng)加載裝置(4)為配有可編程邏輯控制器(PLC)的加載控制箱和氣動(dòng)加載裝置，所述下壓頭(4-2)加載裝置的底座，所述測(cè)力裝置為PLC加載控制箱自帶的測(cè)試設(shè)備。所述氣動(dòng)加載裝置(4)也可以為其他循環(huán)加載壓力機(jī)。
[0031]結(jié)合圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例中，所述測(cè)試套筒配件一組(2-1)和測(cè)試套筒配件二組2-2的下端面均設(shè)置有至少兩個(gè)螺紋孔(7)，所述測(cè)試套筒配件、水平限位板(3)上設(shè)置有至少四個(gè)且與所述螺紋孔(7)相對(duì)應(yīng)的安裝孔(9)。
[0032]如圖2所示，所述試件套筒配件三組(2-3)位于試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)之間，所述試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)與水平限位板(3)相連接，所述試件套筒配件三組(2-3)的上端面伸出試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)，所述試件套筒配件三組(2-3)的下端面與水平限位板3之間具有間隙。所述試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)上的螺紋孔(7)通過銷軸與水平限位板(3)左側(cè)部和右側(cè)部的安裝孔(9)相連接。
[0033]本實(shí)施例中，該疲勞測(cè)試儀適用于雙向剪切測(cè)試，在實(shí)際使用過程中，所述被測(cè)試件(I)的直徑為101.5mm± Imm且其長(zhǎng)度為70_±5mm、80_±5mm或150_± IOmm ;所述試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)之間的間距與試件套筒配件三組(2-3)的寬度相同。實(shí)際測(cè)試時(shí)，所述被測(cè)試件(I)為水泥混凝土、浙青混凝土、改良土或重塑土試樣。所述試件套筒配件一組(2-1)的左側(cè)和試件套筒配件二組(2-2)的右側(cè)水平方向都不需要對(duì)待測(cè)試件(I)進(jìn)行限位裝置，因此本實(shí)用新型適用于多種長(zhǎng)度規(guī)格的試件。
[0034]本實(shí)施例的加載方式是:通過試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)對(duì)被測(cè)試件(I)的中部進(jìn)行水平限位固定，并通過施壓機(jī)構(gòu)(4)對(duì)被測(cè)試件(I)施加循環(huán)加載，根據(jù)疲勞強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)值對(duì)試件中端施加垂直循環(huán)加載力，當(dāng)試件發(fā)生疲勞剪切斷裂時(shí)，采集循環(huán)加載力的大小以及循環(huán)加載次數(shù)，從而確定被測(cè)試件(I)疲勞強(qiáng)度。
[0035]本實(shí)用新型的工作原理如下:根據(jù)相關(guān)彈性力學(xué)知識(shí)和有限元計(jì)算結(jié)果，在圓柱狀被測(cè)試件(I)中部被試件套筒配件三組(2-3)施加荷載且對(duì)試件兩端垂向固定時(shí)，對(duì)試件中段施加循環(huán)荷載力，當(dāng)試件發(fā)生斷裂時(shí)，采集循環(huán)加載力以及加載次數(shù)，根據(jù)試件發(fā)生斷裂時(shí)所受的荷載力與加載次數(shù)之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能簡(jiǎn)便推算出疲勞強(qiáng)度，并能相應(yīng)推斷出試件破壞時(shí)的抗剪能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常穩(wěn)定。
[0036]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:包括用于水平套裝被測(cè)試件(I)的試件套筒配件(2)，以及用于施加在試件套筒配件(2)上進(jìn)而對(duì)被測(cè)試件(I)施加循環(huán)荷載的施壓機(jī)構(gòu)(4)，所述被測(cè)試件(I)為呈水平向布設(shè)的圓柱狀試件，所述試件套筒配件(2)均為拱形，所述測(cè)試套筒配件(2)上均開設(shè)有與被測(cè)試件(I)相配合且偏心布設(shè)的半圓孔(8)，所述五個(gè)測(cè)試套筒配件(2)中分為三組，同組的試套筒配件(2)中均開設(shè)有與被測(cè)試件相配合且偏心布設(shè)的半圓孔，一組和二組下端面連接有安裝在施壓機(jī)構(gòu)(4)上的水平限位板(3)，所述三組測(cè)試套筒配件(2)中同組的試套筒配件(2)結(jié)構(gòu)和尺寸均相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)(4)包括氣動(dòng)上壓頭(4-1)和與所述氣動(dòng)上壓頭(4-1)呈同軸布設(shè)的下壓頭(4-2)，所述下壓頭(4-2)固定設(shè)置且氣動(dòng)上壓頭(4-1)為所述施壓機(jī)構(gòu)(4)的施壓元件，所述水平限位板(3)安裝在下壓頭(4-2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述循環(huán)加載的施壓機(jī)構(gòu)(4)為配有可編程邏輯控制器(PLC)的加載控制箱和氣動(dòng)加載裝置，所述施壓機(jī)構(gòu)上有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數(shù)統(tǒng)計(jì)的功能，所述施壓機(jī)構(gòu)的施壓元件位于拱形試件套筒三的正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)包括PLC氣動(dòng)加載裝置(4)、氣動(dòng)上壓頭(4-1)和與所述氣動(dòng)上壓頭(4-1)呈同軸布設(shè)的下壓頭(4-2)，所述下壓頭(4-2)固定不動(dòng)且氣動(dòng)上壓頭(4-1)為所述施壓機(jī)構(gòu)的施壓元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述施壓機(jī)構(gòu)為PLC氣動(dòng)加載裝置(4)或可循環(huán)加載的壓力機(jī)，且當(dāng)所述施壓機(jī)構(gòu)為PLC氣動(dòng)加載裝置(4)時(shí)，下壓頭(4-2)為測(cè)試儀的底座。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述測(cè)試套筒配件(2)上靠近半圓孔(8)的一端面均設(shè)置有至少兩個(gè)螺紋孔(7)，所述測(cè)試套筒配件(2)，所述水平限位板(3)上設(shè)置有至少五個(gè)且與所述螺紋孔(7)相對(duì)應(yīng)的安裝孔(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)上的螺紋孔(7)通過銷軸與水平限位板(3)左側(cè)部和右側(cè)部的安裝孔(9)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種組裝式抗剪疲勞測(cè)試儀，其特征在于:所述試件套筒配件一組(2-1)位于試件套筒配件二組(2-2)和試件套筒配件三組(2-3)之間，所述試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)與水平限位板(3)相連接，所述試件套筒配件三組(2-3)的上端面伸出試件套筒配件一組(2-1)和試件套筒配件二組(2-2)，所述試件套筒配件三組(2-3)的下端面與水平限位板(3)之間具有間隙。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK203758854SQ201420141569
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月23日
【發(fā)明者】李曉軍, 張衛(wèi)國(guó), 王曉華 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)