一種輕質抗剪疲勞測試儀的製作方法
2023-08-04 13:32:41 1
一種輕質抗剪疲勞測試儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種輕質抗剪疲勞測試儀，包括用於水平套裝被測試件的試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三，以及用於施加在試件套筒三上進而對被測試件施加循環荷載的施壓機構，施壓機構由氣動加載裝置從上至下通過試件套筒三對被測試試件中部進行循環加載，通過信息採集系統採集荷載過程中的壓力值和循環加載次數確定試件疲勞強度，被測試件為呈水平向布設的圓柱狀試件，試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三均為拱形，結構和尺寸均相等，均開設有與被測試件相配合且偏心布設的半圓孔，測試套筒一和測試套筒二的下端面連接有安裝在施壓機構上的水平限位板。該疲勞測試儀既能夠應用於雙向剪切疲勞測試，又能應用於層間剪切疲勞測試。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於道路工程材料疲勞強度測試【技術領域】，尤其是涉及一種輕質抗剪 疲勞測試儀。 一種輕質抗剪疲勞測試儀
【背景技術】
[0002] 道路工程材料疲勞強度測定是描述道路工程材料力學特性的重要參數之一，在道 路工程中，道路工程材料的疲勞強度測定是防止道路早期破壞的重要設計參數。但目前，尚 無統一的工程材料疲勞強度測試方法及其相應的測試裝置，且受試驗機的限制，試件一般 只能採用立方體，因而現如今在實驗室對道路工程材料疲勞強度進行測試時，均不同程度 地存在測試標準不統一、操作不便、技術複雜、儀器製造工藝繁雜、測試結果不可靠等多種 缺陷和不足。 實用新型內容
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種輕質 抗剪疲勞測試儀，其結構簡單、設計合理、使用操作簡便靈活、自動化程度高、且測試結果穩 定可靠，具有較強的實用性，能有效解決現有道路工程材料疲勞強度測試方法存在的測試 標準不統一、操作不便、儀器製造工藝繁雜、測試結果不可靠等實際問題。
[0004] 為解決上述現有技術上的不足，本實用新型採用的技術方案是：一種輕質抗剪疲 勞測試儀，其特徵在於：包括用於水平套裝被測試件的試件套筒一、試件套筒二和試件套筒 三，以及用於施加在試件套筒一、試件套筒二或試件套筒三上進而對被測試件施加循環加 載的施壓機構，所述循環加載的施壓機構為配有可編程邏輯控制器（PLC)的加載控制箱的 氣動加載裝置，所述加載控制箱和氣動加載裝置由傳壓管連接，所述施壓機構上帶有測力 裝置、頻率測試功能以及電子顯示屏，所述施壓機構的施壓元件位於拱形試件套簡三的正 上方，所述被測試件為呈水平向布設的圓柱狀試件，所述試件套筒一、試件套筒二和試件套 筒三均為拱形，所述測試套筒一、測試套筒二和測試套筒三上均開設有與被測試件相配合 且偏心布設的半圓孔，所述測試套筒一、測試套筒二和測試套筒三中任意兩個的下端面連 接有安裝在施壓機構上的水平限位板，所述拱形測試套筒一、測試套筒二和測試套筒三頂 面均開有供所述水平限位板安裝的插銷孔，所述測試套筒一、測試套筒二和測試套筒三的 結構和尺寸均相等。
[0005] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述施壓機構包括氣動上壓頭和 與所述氣動上壓頭呈同軸布設的下壓頭，所述下壓頭為固定設置且氣動上壓頭為所述施壓 機構的施壓元件，所述水平限位板安裝在下壓頭上。
[0006] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述施壓機構為受PLC控制的空 氣壓力機，所述PLC裝置具有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數統計的功能。
[0007] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述測試套筒一、測試套筒二和測 試套筒三上靠近半圓孔的端面均設置有至少兩個螺紋孔，所述測試套筒一、測試套筒二和 測試套筒三上遠離半圓孔的端面設置有至少兩個螺紋孔，所述水平限位板上設置有至少六 個且與所述螺紋孔相對應的安裝孔。
[0008] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒三位於試件套筒一 和試件套筒二之間，所述試件套筒一和試件套筒二與水平限位板相連接，所述試件套筒三 的上端面伸出試件套筒一和試件套筒二，所述試件套筒三的下端面與水平限位板之間具有 間隙。
[0009] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒一和試件套筒二上 的螺紋孔通過銷軸與水平限位板左側部和右側部的安裝孔相連接。
[0010] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒三位於試件套筒一 和試件套筒二之間，所述試件套筒二和試件套筒三與水平限位板相連接，所述試件套筒一 的上端面伸出試件套筒二和試件套筒三，所述試件套筒一的下端面與水平限位板之間具有 間隙。
[0011] 上述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒二和試件套筒三上 的螺紋孔通過銷軸分別與水平限位板側部以及中部的安裝孔相連接。
[0012] 本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
[0013] 1、儀器結構簡單、安裝方便且投入成本低。
[0014] 2、儀器製造工藝簡單快捷，便於投入大批量生產，且適用於多種規格試件。
[0015] 3、測試時方形儀器的控制水平穩定較為理想且更加方便，測試數據可靠且實驗結 果穩定。
[0016] 4、使用操作簡便靈活且實用價值高，無汙染，對周圍環境影響小；並且試驗數據由 測力裝置直接讀出，簡便、準確。
[0017] 5、本實用新型試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三能夠進行靈活調整，既能夠 應用於雙向疲勞強度測試，又能應用於層間疲勞強度測試。
[0018] 6、自動化程度高，使用效果好，本實用新型採用的加載方式為通過一個固定試件 套筒對裝於試件套筒內的試件進行水平限位固定，並通過接有PLC控制裝置的施壓機構對 試件中部施加循環加載，通過信息採集系統採集循環加載力的大小以及循環加載次數，從 而確定疲勞強度。
[0019] 綜上所述，本實用新型結構簡單、設計合理、自動化程度高、製造耗材量小、使用操 作簡便且測試結果穩定可靠，能有效解決現有道路工程材料疲勞強度測試方法存在的測試 標準不統一、操作不便、儀器製造工藝繁雜、耗材量大、測試結果不可靠等實際問題。
[0020] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1為本實用新型第一種實施方式的整體結構示意圖。
[0022] 圖2為本實用新型第一種實施方式中試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三的組 合關係不意圖。
[0023] 圖3為本實用新型第二種實施方式中試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三的組 合關係不意圖。
[0024] 圖4為本實用新型試件套筒一（試件套筒二，試件套筒三）的結構示意圖。
[0025] 圖5為本實用新型水平限位板的結構示意圖。
[0026] 附圖標記說明：
[0027] 1-被測試件；2-1試件套筒一；2-2試件套筒二；
[0028] 2-3試件套筒三；3-水平限位板；4-PLC氣動加載裝置；
[0029] 4-1-氣動上壓頭；4-2-下壓頭；4-3支架；
[0030] 5-傳壓管； 6-PLC加載控制箱；7-螺紋孔；
[0031] 8一半圓孔；9一安裝孔。
【具體實施方式】
[0032] 如圖1所示的一種輕質抗剪疲勞測試儀，包括用於水平套裝被測試件⑴的試件 套筒一（2-1)、試件套筒二（2-2)和試件套筒三（2-3)，以及用於施加在試件套筒一（2-1)、 試件套筒二（2-2)或試件套筒三（2-3)上進而對被測試件（1)施加循環加載的氣動加載 裝置（4)，所述氣動加載裝置（4)上設有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數統計的功 能，所述被測試件（1)為呈水平向布設的圓柱狀試件，所述試件套筒一（2-1)、試件套筒二 (2-2)和試件套筒三（2-3)均為拱形，所述測試套筒一（2-1)、測試套筒二（2-2)和測試套 筒三（2-3)上均開設有與被測試件（1)相配合且偏心布設的螺紋孔（7)，所述測試套筒一 (2-1)、測試套筒二（2-2)的下端面安裝在水平限位板（3)上，所述測試套筒一（2-1)、測試 套筒二（2-2)和測試套筒三（2-3)的結構和尺寸均相等。
[0033] 如圖1所示，所述氣動加載裝置4包括氣動上壓頭（4-1)和與所述氣動上壓頭 (4-1)呈同軸布設的下壓頭（4-2)，所述下壓頭（4-2)為固定設置且上壓頭（4-1)為所述氣 動加載裝置（4)的施壓元件，所述水平限位板（3)安裝在下壓頭（4-2)上。所述氣動加載 裝置（4)為配有可編程邏輯控制器（PLC)的加載控制箱的氣動加載裝置，所述加載控制箱 和氣動加載裝置由傳壓管（5)連接，所述測力裝置為PLC加載控制箱自帶的測試設備。所 述氣動加載裝置（4)也可以為其他循環加載壓力機。
[0034] 結合圖2、圖4和圖5,本實施例中，所述測試套筒一（2-1)、測試套筒二（2-2)和測 試套筒三（2-3) -端面均設置有至少兩個螺紋孔（7)，所述測試套筒一（2-1)、所述水平限 位板（3)上設置有至少六個且與所述螺紋孔（7)相對應的安裝孔（9)。
[0035] 如圖2所示，所述試件套簡三（2-3)位於試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2) 之間，所述試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)與水平限位板（3)相連接，所述試件套筒 三（2-3)的上端面伸出試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)，所述試件套筒三（2-3)的下 端面與水平限位板（3)之間具有間隙。所述試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)上的螺 紋孔（7)通過銷軸與水平限位板（3)左側部和右側部的安裝孔（9)相連接。
[0036] 本實施例中，該疲勞強度剪測試儀適用於雙向剪切測試，在實際使用過程中，所述 被測試件（1)的直徑為101. 5mm±lmm且其長度為70mm±5mm、80mm±5mm或150mm±10mm ; 所述試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)之間的間距與試件套筒三（2-3)的寬度相同。 實際測試時，所述被測試件（1)為水泥混凝土、浙青混凝土、改良土或重塑土試樣。所述試 件套筒一（2-1)的左側和試件套筒二（2-2)的右側水平方向都不需要對待測試件（1)進 行限位裝置，因此本實用新型適用於多種長度規格的試件，可根據具體需要，對被測試試件 (1)的大小尺寸進行相應調整。
[0037] 本實施例的加載方式是：通過試件套筒三（2-3)對被測試件（1)的中部進行水平 限位固定，並通過施壓機構（4)對被測試件（1)施加循環加載，根據疲勞強度的經驗值對試 件中端施加垂直循環加載力，當試件發生疲勞剪切斷裂時，採集循環加載力的大小以及循 環加載次數，從而確定被測試件（1)的疲勞強度。
[0038] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬於本實用新型技術方案的保護範圍內。
【權利要求】
1. 一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：包括用於水平套裝被測試件（1)的試件套 筒一（2-1)、試件套筒二（2-2)和試件套筒三（2-3)，以及用於施加在試件套筒上進而對被 測試件（1)施循環加載的施壓機構（4)，所述循環加載的施壓機構（4)為配有可編程邏輯控 制器（PLC)的加載控制箱和氣動加載裝置，所述加載控制箱和氣動加載裝置由傳壓管（5) 連接，所述施壓機構上帶有測力裝置、頻率測試功能以及電子顯示屏，所述施壓機構的施壓 元件位於拱形試件套筒三的正上方，所述被測試件（1)為呈水平向布設的圓柱狀試件，所 述試件套筒一（2-1)、試件套筒二（2-2)和試件套筒三（2-3)均為拱形，所述測試套筒一 (2-1)、測試套筒二（2-2)和測試套筒三（2-3)上均開設有與被測試件（1)相配合且偏心布 設的半圓孔（8)，所述測試套筒一（2-1)、測試套筒二（2-2)和測試套筒三（2-3)中任意兩 個的下端面連接有安裝在施壓機構（4)上的水平限位板（3)，所述測試套筒一（2-1)、測試 套筒二（2-2)和測試套筒三（2-3)的結構和尺寸均相等。
2. 根據權利要求1所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述施壓機構（4) 包括氣動上壓頭（4-1)和與所述上壓頭（4-1)呈同軸布設的下壓頭（4-2)，所述下壓頭 (4-2)固定設置且上壓頭（4-1)為所述施壓機構（4)的施壓元件，所述水平限位板（3)安裝 在下壓頭（4-2)上。
3. 根據權利要求2所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述施壓機構包括 PLC氣動加載裝置（4)、氣動上壓頭（4-1)和與所述氣動上壓頭（4-1)呈同軸布設的下壓頭 (4-2)，所述下壓頭（4-2)固定不動且氣動上壓頭（4-1)為所述施壓機構的施壓元件。
4. 根據權利要求1所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述施壓機構為PLC 氣動加載裝置（4)或可循環加載的壓力機，且當所述施壓機構為PLC氣動加載裝置（4)時， 下壓頭（4-2)為測試儀的底座。
5. 根據權利要求1或2所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述測試套筒 一（2-1)和測試套筒二（2-2)上靠近半圓孔（8)的一端面均設置有至少兩個螺紋孔（7)，所 述測試套筒一（2-1)，所述水平限位板（3)上設置有至少六個且與所述螺紋孔（7)相對應的 安裝孔（9)。
6. 根據權利要求4所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒三 (2-3)位於試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)之間，所述試件套筒一（2-1)和試件套筒 二（2-2)與水平限位板（3)相連接，所述試件套筒三（2-3)的上端面伸出試件套筒一（2) 和試件套筒二（2-2)，所述試件套筒三（2-3)的下端面與水平限位板（3)之間具有間隙。
7. 根據權利要求5所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒一 (2-1)和試件套筒二（2-2)上的螺紋孔（7)通過銷軸與水平限位板（3)左側部和右側部的 安裝孔（9)相連接。
8. 根據權利要求4所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒三 (2-3)位於試件套筒一（2-1)和試件套筒二（2-2)之間，所述試件套筒一（2-1)和試件套筒 二（2-2)與水平限位板（3)相連接，所述試件套筒一（2-1)的上端面伸出試件套筒二（2-2) 和試件套筒三（2-3)，所述試件套筒一（2-1)的下端面與水平限位板（3)之間具有間隙。
9. 根據權利要求7所述的一種輕質抗剪疲勞測試儀，其特徵在於：所述試件套筒二 (2-2)和試件套筒三（2-3)上的螺紋孔（7)通過銷軸與水平限位板（3) -側部以及中部的 安裝孔（9)相連接。
【文檔編號】G01N3/24GK203894124SQ201420126431
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月16日 優先權日:2014年3月16日
【發明者】李曉軍, 王曉華 申請人:西安科技大學