用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置及其施工方法
2023-05-12 11:35:31 2
用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置及其施工方法
【專利摘要】本申請公開了一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，包括自上而下依次設置的大小形狀均相同的上加力板、上承力板、下加力板、下承力板，上加力板與下加力板之間通過數根平行設置的第一支承立柱固定連接，第一支承立柱貫穿上承力板，上、下加力板與第一支承立柱共同構成加力框架；上承力板與下承力板之間通過數根平行設置的第二支承立柱固定連接，第二支承立柱貫穿下加力板，上、下承力板與第二支承立柱共同構成承力框架；本申請採用杆系反力結構，傳力簡單明確，整個裝置安裝、卸載方便，在壓力機上即可實現試件的單軸直接拉伸實驗。
【專利說明】用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置及其施工方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及混凝土試件拉伸試驗【技術領域】，特別是一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置。
【背景技術】
[0002]壓力試驗機主要用於測試混凝土、水泥、高強度磚、耐火材料等建築材料試件的抗壓強度，也可用於其他非金屬材料的抗壓強度試驗。土木行業的小型實驗室大多配有混凝土壓力機但拉力機較少。如果可以在現有壓力機基礎上簡單方便地進行抗拉實驗，則在小型實驗室也可進行混凝土試件抗拉強度的測試。
[0003]目前用於混凝土受拉實驗的方法有直接拉伸法和間接受拉法，實驗室內多採用間接受拉法，即劈裂法，但是劈裂法主要存在以下幾點問題:①實驗過程中會在加載點出現應力集中現象，對混凝土的實際性能檢測存在一定影響。②測得的抗拉強度數據偏小，離散性與變異性均較大。③試件表面的粗糙度不可避免地使得受力不均勻。因此，我們需要尋求一種壓拉轉換裝置，使得施加的軸心壓力荷載轉換成拉力荷載，從而大大提高試驗的精確度。
[0004]現如今已有的壓-拉轉換實驗裝置大多為套筒型式，不可避免地存在以下幾點問題:①實驗過程中由於裝置連接處的摩擦會產生較大噪音，對聲發射信號產生幹擾，影響聲發射檢測的準確性；②套筒形式的裝置使得試件不外露，其全封閉式的特點，使得裝置沒有可以固定聲發射傳感器的空間。
[0005]本申請專利著眼於以上兩點問題，對裝置進行研發，申請創新出可用於混凝土試件損傷聲發射監測的壓拉轉換裝置。
【發明內容】
[0006]本申請要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置及其施工方法，可以將該裝置應用到現有壓力試驗機上做混凝土試件的拉伸試驗。
[0007]為解決上述技術問題，本申請採用的技術方案是:
一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，包括自上而下依次設置的大小形狀均相同的上加力板、上承力板、下加力板、下承力板，上加力板與下加力板之間通過數根平行設置的第一支承立柱固定連接，第一支承立柱貫穿上承力板，上、下加力板與第一支承立柱共同構成加力框架；上承力板與下承力板之間通過數根平行設置的第二支承立柱固定連接，第二支承立柱貫穿下加力板，上、下承力板與第二支承立柱共同構成承力框架；所述第一、第二支承立柱均垂直於上、下加力板和上、下承力板；加力框架與承力框架之間為上下可移動配合；上承力板、下加力板之間設置用於放置混凝土試件的一對固定塊，其中一個固定塊設置於下加力板上表面的中心位置處，另一個固定塊設置於上承力板下表面的中心位置處。
[0008]所述上承力板上開設用於貫穿第一支承立柱的第一安裝孔，該第一安裝孔的直徑大於第一支承立柱的直徑；下加力板上開設用於貫穿第二支承立柱的第二安裝孔，該第二安裝孔的直徑大於第二支承立柱的直徑。
[0009]所述第一支承立柱的高度和直徑與第二支承立柱的高度和直徑相同，第一、二支承立柱均為細長圓柱體。
[0010]還包括對中器，對中器用於使第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中。
[0011]所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，還包括加持於上加力板上下底面上的夾具，夾具呈I型結構。
[0012]設置於下加力板上的固定塊通過螺栓固定；設置於上承力板上的固定塊通過對中螺栓固定。
[0013]一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置的施工方法，包括以下步驟: 第一步，將用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置放置於用於對混凝土試件做聲發射監測的壓力實驗機操作平臺上，將試驗機的壓頭與上加力板通過夾具初步簡單固定； 第二步，放置混凝土試件於一對固定塊之間；
第三步，放置對中器於第一、二安裝孔中，保證第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中；
第四步，調整壓頭與上加力板的相對位置，完全固定夾具，使得混凝土試件穩固地加持於一對固定塊之間；
第五步，取出對中器，開始試驗。
[0014]本申請採用上述結構後，具有以下技術效果:
本申請採用杆系反力結構，傳力簡單明確，整個裝置安裝、卸載方便，在壓力機上即可實現試件的單軸直接拉伸實驗。
[0015]將混凝土試件夾持於上承力板與下加力板之間，使加載系統與試件的相對隔離大大降低了試驗系統產生的機械噪聲對聲發射信號採集的幹擾。本申請的反力架間留有空隙，避免了由於相互接觸產生滑動摩擦的噪聲問題，採用多個倒圓臺型對中器，使安裝過程更加快捷，軸心對中更加準確，且無需重複對中。
[0016]與傳統的套筒型壓拉轉換裝置試件相比，三角形的杆繫結構在不降低裝置工作穩定性的同時，解決了在試件上安裝聲發射傳感器的問題。本申請在混凝土試件的實驗室內大量反覆測試中可以減輕調整拆裝的勞動強度，便於拆卸，便於重複利用，省時省力，操作簡便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1顯示了本申請在未施加壓力狀態下的結構示意圖；
圖2局部顯不了圖1中上承力板的結構不意圖；
圖3顯示了本申請所述對中器的結構示意圖；其中有:1.承力框架；2丨加力框架；3丨固定塊；4螺栓；5丨對中螺栓瓜對中器口.夾具。
【具體實施方式】
[0019]為使本申請的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本申請實施例對本申請的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本申請的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。
[0020]如圖1所示，一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，包括自上而下依次設置的大小形狀均相同的上加力板、上承力板、下加力板、下承力板，上加力板與下加力板之間通過數根平行設置的第一支承立柱固定連接，第一支承立柱貫穿上承力板，上、下加力板與第一支承立柱共同構成加力框架2 ；上承力板與下承力板之間通過數根平行設置的第二支承立柱固定連接，第二支承立柱貫穿下加力板，上、下承力板與第二支承立柱共同構成承力框架1 ；所述第一支承立柱、第二支承立柱均垂直於上加力板、下加力板和上承力板、下承力板；加力框架2與承力框架1之間為上下可移動配合；上承力板、下加力板之間設置用於放置混凝土試件的一對固定塊3，其中一個固定塊3設置於下加力板上表面的中心位置處，另一個固定塊3設置於上承力板下表面的中心位置處。
[0021]設置於下加力板上的固定塊3通過螺栓4固定；設置於上承力板上的固定塊3通過對中螺栓5固定，在裝置工作前，對中螺栓5處於鬆弛狀態，方便對中；在裝置工作時，對中螺栓5和板相互擠壓，處於緊固狀態。
[0022]以上所述上承力板上開設用於貫穿第一支承立柱的第一安裝孔，該第一安裝孔的直徑大於第一支承立柱的直徑；下加力板上開設用於貫穿第二支承立柱的第二安裝孔，該第二安裝孔的直徑大於第二支承立柱的直徑。
[0023]所述第一支承立柱的高度和直徑與第二支承立柱的高度和直徑相同，第一、二支承立柱均為細長圓柱體。
[0024]如圖2所示，本申請中提供一個優選為六根支承立柱的實施例，承力框架1、加力框架2均包括三根支承立柱，加力框架2的三根第一支承立柱呈等腰三角形的三個頂點分布，承力框架1的三根第二支承立柱也呈等腰三角形的三個頂點分布，下承力板上的等腰三角形頂點處於上加力板的等腰三角形的底邊的中心位置，加力板的等腰三角形的頂點處於下承力板上的等腰三角形底邊的中心位置。與傳統的套筒型壓拉轉換裝置試件相比，三角形的杆繫結構在不降低裝置工作穩定性的同時，解決了在試件上安裝聲發射傳感器的問題。
[0025]如圖2所示，本申請還包括對中器6，對中器6用於使第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中。
[0026]如圖3所示，所述對中器6呈倒圓臺形，上端呈120度扇形，在混凝土試件裝好後將兩個對中器6放置在第一、二安裝孔與第一、二支承立柱形成的空隙處。
[0027]如圖1所示，本申請用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置還包括加持於上加力板上下底面上的夾具7，夾具7呈I型結構。
[0028]本申請所述的裝置材料建議使用低噪聲阻尼鋼板，減少裝置工作時產生的噪聲對聲發射技術收集的聲信號的幹擾。
[0029]本申請還公開了用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置的施工方法，包括以下步驟:
第一步，將用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置放置於用於對混凝土試件做聲發射監測的壓力實驗機操作平臺上，將試驗機的壓頭與上加力板通過夾具7初步簡單固定；
第二步，放置混凝土試件於一對固定塊3之間；
第三步，放置對中器6於第一、二安裝孔中，保證第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中；
第四步，調整壓頭與上加力板的相對位置，完全固定夾具7，使得混凝土試件穩固地加持於一對固定塊3之間；
第五步，取出對中器6，開始試驗。
[0030]實驗完成後，用扳手將對中螺栓5鬆開，取出試件。
[0031]本申請中上、下加力板，上、下承力板中的上下位置關係不是絕對的，主要是針對整個裝置受力方向命名的，本申請中舉例說明的是裝置受到向下的壓力，所以自加力、承力的關係命名的，為了滿足不同實驗需要，還可以做變換，同樣屬於本申請的保護範圍。
[0032]本【技術領域】技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本申請所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
[0033]本申請中所述的「和/或」的含義指的是各自單獨存在或兩者同時存在的情況均包括在內。
[0034]本申請中所述的「內、外」的含義指的是相對於設備本身而言，指向設備內部的方向為內，反之為外。
[0035]本申請中所述的「左、右」的含義指的是閱讀者正對附圖時，閱讀者的左邊即為左，閱讀者的右邊即為右。
[0036]本申請中所述的「連接」的含義可以是部件之間的直接連接也可以是部件間通過其它部件的間接連接。
【權利要求】
1.一種用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，包括自上而下依次設置的大小形狀均相同的上加力板、上承力板、下加力板、下承力板，上加力板與下加力板之間通過數根平行設置的第一支承立柱固定連接，第一支承立柱貫穿上承力板，上、下加力板與第一支承立柱共同構成加力框架(2):上承力板與下承力板之間通過數根平行設置的第二支承立柱固定連接，第二支承立柱貫穿下加力板，上、下承力板與第二支承立柱共同構成承力框架(1)；所述第一、第二支承立柱均垂直於上、下加力板和上、下承力板；加力框架(2)與承力框架(1)之間為上下可移動配合；上承力板、下加力板之間設置用於放置混凝土試件的一對固定塊(3),其中一個固定塊(3)設置於下加力板上表面的中心位置處，另一個固定塊(3)設置於上承力板下表面的中心位置處。
2.根據權利要求1所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，所述上承力板上開設用於貫穿第一支承立柱的第一安裝孔，該第一安裝孔的直徑大於第一支承立柱的直徑；下加力板上開設用於貫穿第二支承立柱的第二安裝孔，該第二安裝孔的直徑大於第二支承立柱的直徑。
3.根據權利要求2所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，還包括對中器(6),對中器(6)用於使第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中。
4.根據權利要求1所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，所述第一支承立柱的高度和直徑與第二支承立柱的高度和直徑相同，第一、二支承立柱均為細長圓柱體。
5.根據權利要求1所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，還包括加持於上加力板上下底面上的夾具(7 )，夾具(7 )呈I型結構。
6.根據權利要求1所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置，其特徵在於，設置於下加力板上的固定塊(3)通過螺栓(4)固定；設置於上承力板上的固定塊(3)通過對中螺栓(5)固定。
7.一種如權利要求1所述的用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，將用於混凝土試件聲發射監測的壓拉轉換裝置放置於用於對混凝土試件做聲發射監測的壓力實驗機操作平臺上，將試驗機的壓頭與上加力板通過夾具(7)初步簡單固定； 第二步，放置混凝土試件於一對固定塊(3)之間； 第三步，放置對中器(6)於第一、二安裝孔中，保證第一支承立柱的軸線與第一安裝孔的中心對中，使第二支承立柱的軸線與第二安裝孔的中心對中； 第四步，調整壓頭與上加力板的相對位置，完全固定夾具(7),使得混凝土試件穩固地加持於一對固定塊(3)之間； 第五步，取出對中器(6),開始試驗。
【文檔編號】G01N3/02GK104483184SQ201410777673
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】王巖, 線洪鶴, 齊鈺, 秦小亮, 童園夢, 蔡蕭悅 申請人:河海大學