一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀的製作方法

2023-05-23 12:32:11 2

專利名稱：一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於道路工程材料疲勞強度測定技術領域，尤其是涉及一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀。
背景技術：
道路材料疲勞強度是描述道路工程材料力學特性的重要參數，因而對道路工程材料疲勞強度的測定相當重要，對其相關參數測量的精確度要求也越來越高。在道路工程中，水泥混凝土、浙青混凝土以及不同改性劑改良的改良土(也稱穩定土)的疲勞強度一直是重要的設計參數。目前，現如今所採用的道路材料疲勞強度疲勞測試儀，存在加載方式較為複雜、不能快速、簡便等缺陷。

實用新型內容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，提供一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其結構簡單、加工製作及拆裝方便且使用操作方便、使用效果好，能解決現有道路材料疲勞強度測試儀存在的加載方式較為複雜且不能快速、簡便、準確地反映所檢測非均勻道路工程材料疲勞強度等缺陷。為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於包括動荷載加載機構和同軸套裝在環狀被測試件內的圓環套件；所述動荷載加載機構包括在自身重力作用下自由下落且自由下落過程中向環狀被測試件內壁施加徑向且均勻的動態內壓力的錐形滑塊、固定安裝在錐形滑塊正上方且在自身重力作用下與錐形滑塊同步自由下落的落錘和將落錘與錐形滑塊組裝為一體的連接機構，所述圓環套件為與錐形滑塊配合使用且將所述動態內壓力均勻傳遞至環狀被測試件內壁的套裝件，所述落錘和錐形滑塊均與環狀被測試件呈同軸布設；所述環狀被測試件呈水平向布設，所述錐形滑塊為外表面光滑且由上至下直徑逐漸縮小的錐形棒，且錐形滑塊與所述圓環套件呈同軸布設。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述動荷載加載機構還包括自由下落過程中對落錘與錐形滑塊進行導向的導向滑杆和供導向滑杆底部固定安裝的水平試驗臺架，所述導向滑杆呈豎直向布設且其與環狀被測試件呈同軸布設，所述落錘和錐形滑塊呈同軸布設，且落錘和錐形滑塊中部分別開有供導向滑杆穿過的通孔一和通孔
--O上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述連接機構為設置有外螺紋且與錐形滑塊呈同軸布設的圓形連接管，所述圓形連接管的底部固定安裝在錐形滑塊的正上方，所述落錘與圓形連接管之間以螺紋方式進行連接，且所述通孔一為與所述外螺紋相配合使用的內螺紋且其直徑與圓形連接管的內徑一致。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述動荷載加載機構還包括插銷，所述導向滑杆上部由上至下開有多個插銷孔，多個所述插銷孔的結構和尺寸均與插銷的結構和尺寸一致，且插銷與多個所述插銷孔相配合使用並組成通過調整落錘與錐形滑塊的下落高度對作用在環狀被測試件的動態內壓力大小進行調整的加載力調整機構。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述插銷孔呈水平向布設且插銷水平向插裝入插銷孔內，所述落錘與錐形滑塊下落之前水平放置於對其下落高度進行限定的插銷上。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述落錘為橫截面為圓環狀的圓環錘。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述錐形滑塊為橫截面為等邊三角形的三角錐滑塊。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述落錘的數量為多個，且多個所述落錘通過所述連接機構由上至下固定安裝在錐形滑塊的正上方；多個所述落錘均與環狀被測試件呈同軸布設。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述圓環套件的高度與環狀被測試件的高度相同；且所述圓環套件為由三個結構和尺寸均相同的環形滑塊拼裝組成
的三瓣式滑塊。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是所述水平試驗臺架包括水平臺、水平放置於水平臺上的空心鐵罐和墊裝在空心鐵罐上的水平墊板，所述環狀被測試件水平放置於水平墊板上，空心鐵罐位於錐形滑塊正下方，且水平墊板上開有供導向滑杆穿出的通孔，所述導向滑杆的底部固定在水平臺上。上述一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵是還包括用於水平固定環狀被測試件的試件固定裝置。本實用新型與現有技術相比具有以下優點I、結構簡單且加工製作及拆裝方便。2、使用操作簡便且適用面廣，適用於水泥混凝土、浙青混凝土、改良土、重塑土等多種道路工程材料疲勞強度的測定，其被測試件製成環狀，實驗時通過在環狀試件內壁施加徑向且均勻的內壓力，而試件同時在環向方向產生拉應力，當試件內壁壓力反覆作用到一定大小後，試件發生破壞，之後對實驗數據進行分析便可得到試件的疲勞強度。3、加載方式簡單方便且測試效果準確，本實用新型巧妙地通過三角錘和錐形滑塊相配合對環狀被測試件施加動態加載力，與此同時通過圓環套件將所述動態內壓力均勻傳遞至環狀被測試件的內壁上，自由下落過程中三角錘和錐形滑塊通過導向滑杆進行導向。並且實驗過程中，施加在環狀被測試件上的加載力大小調整方便且通過對落錘的重量與三角錘和錐形滑塊的下落高度進行換算，即可分析得出加載力的具體數值，因而無需再對錐形滑塊作用在環狀被測試件的內應力進行測試。4、實驗結果非常穩定，測試結果能完整準確反映所檢測材料的疲勞強度，由於實驗過程中，環狀試件的每個斷面的受力情況都相同，因此在本測試中，從環狀試件內壁對試件進行均勻施力，試件自動從最薄弱的斷面破壞，這使得道路工程材料的非均勻性得到了考慮，與其它的實驗方法相比具有明顯的優越性。綜上所述，本實用新型結構簡單、加工製作及拆裝方便且使用操作方便、使用效果好，能從環狀試件內壁對試件進行均勻施力，能有效解決現有疲勞強度測試裝置中存在的加載方式較為複雜、且不能快速、簡便、準確地反映所檢測非均勻道路工程材料疲勞強度等缺陷。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。

圖I為本實用新型的使用狀態參考圖。圖2為本實用新型除水平試驗臺架外的結構示意圖。圖3為本實用新型除落錘、插銷與水平試驗臺架外的立體結構示意圖。附圖標記說明I-插銷孔； 2-導向滑杆； 3-落錘；4_鎖緊螺母； 5-錐形滑塊；6-三瓣式滑塊；7_環狀被測試件； 8-1-水平臺； 8-2-空心鐵罐；8-3_水平墊板；9-插銷。
具體實施方式
如圖I、圖2及圖3所示，本實用新型包括動荷載加載機構和同軸套裝在環狀被測試件7內的圓環套件；所述動荷載加載機構包括在自身重力作用下自由下落且自由下落過程中向環狀被測試件7內壁施加徑向且均勻的動態內壓力的錐形滑塊5、固定安裝在錐形滑塊5正上方且在自身重力作用下與錐形滑塊5同步自由下落的落錘3和將落錘3與錐形滑塊5組裝為一體的連接機構，所述圓環套件為與錐形滑塊5配合使用且將所述動態內壓力均勻傳遞至環狀被測試件7內壁的套裝件，所述落錘3和錐形滑塊5均與環狀被測試件7呈同軸布設。所述環狀被測試件7呈水平向布設，所述錐形滑塊5為外表面光滑且由上至下橫截面逐漸縮小的錐形棒，且錐形滑塊5與所述圓環套件呈同軸布設。本實施例中，所述動荷載加載機構還包括自由下落過程中對落錘3與錐形滑塊5進行導向的導向滑杆2和供導向滑杆2底部固定安裝的水平試驗臺架，所述導向滑杆2呈豎直向布設且其與環狀被測試件7呈同軸布設，所述落錘3和錐形滑塊5呈同軸布設，且落錘3和錐形滑塊5中部分別開有供導向滑杆2穿過的通孔一和通孔二。實際加工時，所述連接機構為設置有外螺紋且與錐形滑塊5呈同軸布設的圓形連接管4，所述圓形連接管4的底部固定安裝在錐形滑塊5的正上方，所述落錘3與圓形連接管4之間以螺紋方式進行連接，且所述通孔一為與所述外螺紋相配合使用的內螺紋且其直徑與圓形連接管4的內徑一致。所述動荷載加載機構還包括插銷9，所述導向滑杆2上部由上至下開有多個插銷孔I，多個所述插銷孔I的結構和尺寸均與插銷9的結構和尺寸一致，且插銷9與多個所述插銷孔I相配合使用並組成通過調整落錘3與錐形滑塊5的下落高度對作用在環狀被測試件7的動態內壓力大小進行調整的加載力調整機構。本實施例中，多個所述插銷孔I呈均勻布設。所述插銷孔I呈水平向布設且插銷9水平向插裝入插銷孔I內，所述落錘3與錐形滑塊5下落之前水平放置於對其下落高度進行限定的插銷9上。本實施例中，所述落錘3為橫截面為圓環狀的圓環錘。所述錐形滑塊5為橫截面為等邊三角形的三角錐滑塊。[0033]本實施例中，所述落錘3的數量為多個，且多個所述落錘3通過所述連接機構由上至下固定安裝在錐形滑塊5的正上方；多個所述落錘3均與環狀被測試件7呈同軸布設。實際使用時，所述圓環套件的高度與環狀被測試件7的高度相同；且所述圓環套件為由三個結構和尺寸均相同的環形滑塊拼裝組成的三瓣式滑塊6。本實施例中，所述水平試驗臺架包括水平臺8-1、水平放置於水平臺8-1上的空心鐵罐8-2和墊裝在空心鐵罐8-2上的水平墊板8-3，所述環狀被測試件7水平放置於水平墊板8-3上，空心鐵罐8-2位於錐形滑塊5正下方，且水平墊板8-3上開有供導向滑杆2穿出的通孔，所述導向滑杆2的底部固定在水平臺8-1上。實際使用時，為數據測試準確，本實用新型還包括布設在環狀被測試件7外側且將環狀被測試件7置於恆溫狀態的恆溫箱。 同時，本實用新型還包括用於水平固定環狀被測試件7的試件固定裝置。本實施例中，所述試件固定裝置包括上蓋板、底座板以及將上蓋板和底座板組裝為一體的支撐固定件，所述上蓋板和底座板均呈水平設置，且環狀被測試件7水平夾裝於所述上蓋板和底座板之間，所述錐形滑塊5的上下兩端部分別從所述上蓋板頂部和底座板底部穿出。實際測試之前，先根據需施加的加載力大小確定所採用落錘3的數量和重量以及落錘3與錐形滑塊5的下落高度，且當落錘3與錐形滑塊5的下落高度確定後，在所確定高度位置的插銷孔I內插裝插銷9，並將落錘3與錐形滑塊5由上至下穿在導向滑杆2上且使得落錘3與錐形滑塊5水平放置於插銷9上；開始測試時，只需拔出插銷9，則落錘3與錐形滑塊5便在自身重力作用下作自由落體運動，直至錐形滑塊5豎直向插入三瓣式滑塊6內，並通過三瓣式滑塊6向環狀被測試件7內壁施加徑向且均勻的動態內壓力。此時，環狀被測試件I在環向方向產生拉應力。根據彈性力學知識，在環狀被測試件7的外表面自由而其內壁受均勻內壓作用時，其所受的徑向正應力oj臺終為壓應力，環向正應力σ 0始終為拉應力，且拉應力σ θ的最大值發生在環狀被測試件7的內壁上。實際使用過程中，試驗時可在插銷孔I內插入插銷9以控制落錘3與錐形滑塊5的下落高度，並相應對施加在環狀被測試件7上的加載力大小進行調整；若落錘3與錐形滑塊5同一高度下落，並保證落錘3的重量及數量不變，便可達到以恆定荷載加載和反覆加載的效果。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1.一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於包括動荷載加載機構和同軸套裝在環狀被測試件(7)內的圓環套件；所述動荷載加載機構包括在自身重力作用下自由下落且自由下落過程中向環狀被測試件(7)內壁施加徑向且均勻的動態內壓力的錐形滑塊(5)、固定安裝在錐形滑塊(5)正上方且在自身重力作用下與錐形滑塊(5)同步自由下落的落錘(3)和將落錘(3)與錐形滑塊(5)組裝為一體的連接機構，所述圓環套件為與錐形滑塊(5)配合使用且將所述動態內壓力均勻傳遞至環狀被測試件(7)內壁的套裝件，所述落錘(3)和錐形滑塊(5)均與環狀被測試件(7)呈同軸布設；所述環狀被測試件(7)呈水平向布設，所述錐形滑塊(5 )為外表面光 滑且由上至下橫截面逐漸縮小的錐形棒，且錐形滑塊(5 )與所述圓環套件呈同軸布設。
2.按照權利要求I所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述動荷載加載機構還包括自由下落過程中對落錘(3)與錐形滑塊(5)進行導向的導向滑杆(2)和供導向滑杆(2)底部固定安裝的水平試驗臺架，所述導向滑杆(2)呈豎直向布設且其與環狀被測試件(7)呈同軸布設，所述落錘(3)和錐形滑塊(5)呈同軸布設，且落錘(3)和錐形滑塊(5)中部分別開有供導向滑杆(2)穿過的通孔一和通孔二。
3.按照權利要求I或2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述連接機構為設置有外螺紋且與錐形滑塊(5)呈同軸布設的圓形連接管(4)，所述圓形連接管(4)的底部固定安裝在錐形滑塊(5)的正上方，所述落錘(3)與圓形連接管(4)之間以螺紋方式進行連接，且所述通孔一為與所述外螺紋相配合使用的內螺紋且其直徑與圓形連接管(4)的內徑一致。
4.按照權利要求2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述動荷載加載機構還包括插銷(9)，所述導向滑杆(2)上部由上至下開有多個插銷孔(1)，多個所述插銷孔(I)的結構和尺寸均與插銷(9)的結構和尺寸一致，且插銷(9)與多個所述插銷孔(I)相配合使用並組成通過調整落錘(3)與錐形滑塊(5)的下落高度對作用在環狀被測試件(7)的動態內壓力大小進行調整的加載力調整機構。
5.按照權利要求4所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述插銷孔(I)呈水平向布設且插銷(9)水平向插裝入插銷孔(I)內，所述落錘(3)與錐形滑塊(5)下落之前水平放置於對其下落高度進行限定的插銷(9)上。
6.按照權利要求I或2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述落錘(3)為橫截面為圓環狀的圓環錘。
7.按照權利要求I或2—種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述錐形滑塊(5)為橫截面為等邊三角形的三角錐滑塊。
8.按照權利要求I或2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述落錘(3)的數量為多個，且多個所述落錘(3)通過所述連接機構由上至下固定安裝在錐形滑塊(5)的正上方；多個所述落錘(3)均與環狀被測試件(7)呈同軸布設。
9.按照權利要求I或2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述圓環套件的高度與環狀被測試件(7)的高度相同；且所述圓環套件為由三個結構和尺寸均相同的環形滑塊拼裝組成的三瓣式滑塊(6 )。
10.按照權利要求2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於所述水平試驗臺架包括水平臺(8-1)、水平放置於水平臺(8-1)上的空心鐵罐(8-2)和墊裝在空心鐵罐(8-2)上的水平墊板(8-3)，所述環狀被測試件(7)水平放置於水平墊板(8-3)上，空心鐵罐(8-2 )位於錐形滑塊(5 )正下方，且水平墊板(8-3 )上開有供導向滑杆(2 )穿出的通孔，所述導向滑杆(2)的底部固定在水平臺(8-1)上。
11.按照權利要求I或2所述的一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，其特徵在於還包括用於水平固定環狀被測試件(7)的試件固定裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種落錘式道路材料疲勞強度測試儀，包括動荷載加載機構和同軸套裝在環狀被測試件內的圓環套件；動荷載加載機構包括在自身重力作用下自由下落且自由下落過程中向環狀被測試件內壁施加徑向且均勻的動態內壓力的錐形滑塊、固定安裝在錐形滑塊正上方且在自身重力作用下與錐形滑塊同步自由下落的落錘和將落錘與錐形滑塊組裝為一體的連接機構，圓環套件將動態內壓力均勻傳遞至環狀被測試件內壁，錐形滑塊為外表面光滑且由上至下橫截面逐漸縮小的錐形棒。本實用新型結構簡單、加工製作及拆裝方便且使用操作方便、使用效果好，能解決現有道路材料疲勞強度測試儀存在的加載方式較為複雜、加載不均勻、使用效果差等缺陷。
文檔編號G01N3/303GK202485999SQ20112055687
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者李曉軍, 李來賓, 王國清, 王曉華, 霍玉嫻 申請人:西安科技大學