專利名稱：一種間接拉伸強度測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于道路工程材料拉伸強度測定技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種間接拉伸強度
測試儀。
背景技術(shù)：
拉伸強度是描述道路工程材料力學(xué)特性的重要參數(shù)，因而對道路工程材料拉伸強度的測定相當(dāng)重要，對其相關(guān)參數(shù)測量的精確度要求也越來越高。在道路工程中，水泥混凝土、瀝青混凝土以及不同改性劑改良的改良土(也稱穩(wěn)定土)的拉伸強度一直是重要的設(shè)計參數(shù)。目前，研究道路工程材料拉伸強度的試驗方法歸納起來主要有以下兩種一種是直接測定方法，如單軸拉伸試驗；另一種是間接測定方法，包括梁彎曲法、徑向壓裂法(也稱巴西劈裂法)等。梁彎曲法和徑向壓裂法存在的問題是沒有考慮道路工程材料的非均勻各向異性特點。實用新型專利200820028561. 2中提出的間接拉伸疲勞測試儀中，從環(huán)狀試件內(nèi)壁對試件施加均勻壓力，可以考慮道路工程材料的非均勻性特點，但存在的問題是其加載方式為通過乳膠膜內(nèi)的液體實施液壓加載，加載方式較為復(fù)雜，因而不能快速、簡便、準(zhǔn)確地反映所檢測工程材料的拉伸強度。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種間接拉伸強度測試儀，其結(jié)構(gòu)簡單、加工制作及拆裝方便且使用操作方便，能從環(huán)狀試件內(nèi)壁對試件進(jìn)行均勻施力，有效解決了現(xiàn)有間接拉伸強度測試裝置只能單純反映材料所施力處拉伸強度的實際缺陷。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于包括用于水平固定環(huán)狀被測試件的試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置外側(cè)且將環(huán)狀被測試件置于恒溫狀態(tài)的恒溫箱、豎直向下運動同時能從環(huán)狀被測試件中部穿過并向環(huán)狀被測試件內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力的錐形滑塊、對錐形滑塊施加豎直向下壓力并相應(yīng)驅(qū)動錐形滑塊作豎直上下運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相接的上位監(jiān)控機(jī)，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塊；所述環(huán)狀被測試件內(nèi)部固定套裝有與錐形滑塊配合使用且用于傳遞動態(tài)內(nèi)壓力的圓環(huán)套件，圓環(huán)套件的外徑與環(huán)狀被測試件的內(nèi)徑相同且其內(nèi)徑由上至下逐漸增大；所述錐形滑塊位于環(huán)狀被測試件正上方，且所述試件固定裝置上對應(yīng)開設(shè)有供錐形滑塊穿過的通孔。 所述試件固定裝置包括上蓋板、底座以及將上蓋板和底座組裝為一體的支撐固定件，所述上蓋板和底座均水平設(shè)置。 所述上蓋板和底座的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者均為圓形板，上蓋板位于底座正上方。 所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于恒溫箱上部且與錐形滑塊之間通過傳動軸進(jìn)行連接，所述恒溫箱上部開有供傳動軸穿過的通孔。
3[0008] 所述支撐固定件包括支撐柱和螺栓，所述上蓋板和底座通過固定在二者之間的支撐柱以及分別安裝在支撐柱與上蓋板和底座間連接處的螺栓組裝為一體，所述支撐柱的上下兩端部分別從上蓋板頂部和底座底部穿出。 所述環(huán)狀被測試件、上蓋板、底座和錐形滑塊均同軸設(shè)置。 所述傳動軸與恒溫箱間的連接處設(shè)置有防止傳動軸因轉(zhuǎn)動而發(fā)生錯動并保證傳動軸始終豎直向下運動的限位件。 所述圓環(huán)套件卡裝在上蓋板和底座之間且其高度與環(huán)狀被測試件的高度相同。[0012] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點[0013] 1 、結(jié)構(gòu)簡單且加工制作及拆裝方便。 2、使用操作簡便且適用面廣，適用于水泥混凝土、瀝青混凝土、改良土、重塑土等
多種道路工程材料拉伸強度的測定，其被測試件制成環(huán)狀，實驗時通過在環(huán)狀試件內(nèi)壁施
加徑向且均勻的內(nèi)壓力，而試件同時在環(huán)向方向產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)試件內(nèi)壁壓力作用到一定
大小后，試件發(fā)生破壞，之后對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析便可得到試件的間接拉伸強度。 3、加載方式簡單方便且測試效果準(zhǔn)確，本實用新型巧妙地通過一個由驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)
動進(jìn)行豎直上下運動的錐形滑塊向環(huán)狀被測試件內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力，并且
試驗過程中，驅(qū)動錐形滑塊豎直上下運動且同時向錐形滑塊施加豎直向下壓力的驅(qū)動機(jī)構(gòu)
由上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，即驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動錐形滑塊豎直上下運動的頻率和施加在錐形滑塊
上的豎直向下壓力大小均由上位監(jiān)控機(jī)進(jìn)行控制調(diào)整，因而無需再對錐形滑塊作用在環(huán)狀
被測試件的內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行測試。 4、實驗結(jié)果非常穩(wěn)定，測試結(jié)果能完整準(zhǔn)確反映所檢測材料的拉伸強度，由于實驗過程中，環(huán)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(huán)狀試件內(nèi)壁對試件進(jìn)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(yōu)越性。 綜上所述，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、加工制作及拆裝方便且使用操作方便，能從環(huán)狀試件內(nèi)壁對試件進(jìn)行均勻施力，有效解決了現(xiàn)有間接拉伸強度測試裝置只能單純反映材料所施力處拉伸強度的實際缺陷。 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型環(huán)狀被測試件與圓環(huán)套件的組裝示意圖圖3為本實用新型環(huán)狀被測試件的受力狀態(tài)示意圖。圖4為圖3沿A-A方向剖視的受力狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記說明
2-恒溫箱； 3-錐形滑塊5-上位監(jiān)控機(jī)； 6-圓環(huán)套件
7- 2-底座； 7-3-支撐柱
8- 傳動軸； 9-限位件。
[0022][0023][0024][0025][0026][0027]
1-環(huán)狀被測試件4_驅(qū)動機(jī)構(gòu)；7-1-上蓋板；7+螺栓;
具體實施方式如圖1、圖2所示，本實用新型包括用于水平固定環(huán)狀被測試件1的試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置外側(cè)且將環(huán)狀被測試件1置于恒溫狀態(tài)的恒溫箱2、豎直向下運動同時能從環(huán)狀被測試件1中部穿過并向環(huán)狀被測試件1內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力的錐形滑塊3、對錐形滑塊3施加豎直向下壓力并相應(yīng)驅(qū)動錐形滑塊3作豎直上下運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)4和與驅(qū)動機(jī)構(gòu)4相接的上位監(jiān)控機(jī)5，所述錐形滑塊3為外表面光滑且由上至下直徑逐漸縮小的錐形塊。所述環(huán)狀被測試件l內(nèi)部固定套裝有與錐形滑塊3配合使用且用于傳遞動態(tài)內(nèi)壓力的圓環(huán)套件6，圓環(huán)套件6的外徑與環(huán)狀被測試件1的內(nèi)徑相同且其內(nèi)徑由上至下逐漸增大。所述錐形滑塊3位于環(huán)狀被測試件1正上方，且所述試件固定裝置上對應(yīng)開設(shè)有供錐形滑塊3穿過的通孔。 本實施例中，所述試件固定裝置包括上蓋板7-l、底座7-2以及將上蓋板7-1和底座7-2組裝為一體的支撐固定件，所述上蓋板7-1和底座7-2均水平設(shè)置。所述上蓋板7-1和底座7-2的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者均為圓形板，上蓋板7-1位于底座7-2正上方。所述支撐固定件包括支撐柱7-3和螺栓7-4，所述上蓋板7-1和底座7-2通過固定在二者之間的支撐柱7-3以及分別安裝在支撐柱7-3與上蓋板7-1和底座7-2間連接處的螺栓7_4組裝為一體，所述支撐柱7-3的上下兩端部分別從上蓋板7-1頂部和底座7-2底部穿出。所述圓環(huán)套件6卡裝在上蓋板7-1和底座7-2之間且其高度與環(huán)狀被測試件1的高度相同。[0030] 所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)4位于恒溫箱2上部且其與錐形滑塊3之間通過傳動軸8進(jìn)行連接，所述恒溫箱2上部開有供傳動軸8穿過的通孔。所述傳動軸8與恒溫箱2間的連接處設(shè)置有防止傳動軸8因轉(zhuǎn)動而發(fā)生錯動并保證傳動軸8始終豎直向下運動的限位件9。[0031] 所述環(huán)狀被測試件1、上蓋板7-l、底座7-2和錐形滑塊3均同軸設(shè)置，并且所述傳動軸8與錐形滑塊3同軸設(shè)置。 本實用新型的工作過程是首先將環(huán)狀被測試件1固定在上蓋板7-1和底座7-2之間，啟動驅(qū)動機(jī)構(gòu)4帶動錐形滑塊3作豎直上下運動，且錐形滑塊3豎直上下運動同時通過圓環(huán)套件6向環(huán)狀被測試件1內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力，此時環(huán)狀被測試件1在環(huán)向方向產(chǎn)生拉應(yīng)力。結(jié)合圖3和圖4，根據(jù)彈性力學(xué)知識，在環(huán)狀被測試件1的外表面自由而其內(nèi)壁受均勻內(nèi)壓作用時，其所受的徑向正應(yīng)力、始終為壓應(yīng)力，環(huán)向正應(yīng)力o e始終為拉應(yīng)力，且拉應(yīng)力o e的最大值發(fā)生在環(huán)狀被測試件l的內(nèi)壁上。又由于道路工程材料的抗拉強度遠(yuǎn)小于其抗壓強度，因此環(huán)狀被測試件1的破壞只可能首先出現(xiàn)在其內(nèi)壁的拉伸破壞上，即環(huán)狀被測試件1的內(nèi)壁最早因拉伸而被破壞。 靜荷載下，當(dāng)環(huán)狀被測試件l的內(nèi)壓足夠大，而其內(nèi)壁所受的拉應(yīng)力o e達(dá)到材料的抗拉強度所能承受的拉應(yīng)力o t時，內(nèi)壁就會出現(xiàn)裂紋，通過此時即裂紋出現(xiàn)時所檢測到的內(nèi)壓力P，就可以計算出環(huán)狀被測試件1的抗拉強度。需注意的是，整個實驗過程中，設(shè)置在所述試件固定裝置外側(cè)的恒溫箱2將試驗溫度維持在恒定溫度上，實踐中可以根據(jù)對不同工程材料的檢測等需要將溫度在-2(TC -e(rc之間相應(yīng)進(jìn)行選擇調(diào)整。并且試驗過程中，由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)4驅(qū)動錐形滑塊3豎直上下運動的頻率和其施加在錐形滑塊3上的豎直向下壓力均由上位監(jiān)控機(jī)5進(jìn)行設(shè)定和監(jiān)控，則只需從上位監(jiān)控機(jī)5的設(shè)定參數(shù)即可讀出驅(qū)動機(jī)構(gòu)4作用在環(huán)狀被測試件1上的豎直向下壓力F，繼而可推算出環(huán)狀被測試件1的內(nèi)壁所受的壓應(yīng)力，具體而言當(dāng)錐形滑塊3受豎直向下壓力F作用時，將在環(huán)狀被測試件1的內(nèi)壁產(chǎn)生P二Fxtge的均布作用力，e為錐形滑塊3外表面與豎直方向的夾角且其為已知
值，記錄F與時間的變化關(guān)系，測定破壞時F的大小，根據(jù)相應(yīng)的力學(xué)理論，可以計算出環(huán)狀
被測試件1間接拉伸強度的大小。 當(dāng)對材料為AC-13A瀝青混凝土的環(huán)狀被測試件1進(jìn)行檢測時，其AC-13A瀝青混凝土級配為規(guī)范中值，油石比為4. 3%，密度2. 368g/cm3，試件高度50mm，內(nèi)壁直徑50mm，外徑150mm，保持試驗溫度分別為-10°C、15°C、25°C、45t^P 60°C ，并且上述五個溫度條件下分別采用6個環(huán)狀被測試件1進(jìn)行測試，測定后取6個環(huán)狀被測試件1的平均值，所采用錐形滑塊3的數(shù)量為3塊，且錐形滑塊3壁厚10mm，底部壁厚12mm，實測上述四種溫度條件下AC-13瀝青混凝土的抗拉強度分別為2. 163Mpa、1. 572Mpa、1. 142Mpa、0483Mpa和0. 226MPa。[0035] 綜上，本實用新型的實驗結(jié)果非常穩(wěn)定，測試結(jié)果能完整準(zhǔn)確反映所檢測材料的拉伸強度，由于實驗過程中，環(huán)狀被測試件1每個斷面的受力情況都相同，從環(huán)狀被測試件1內(nèi)壁對試件進(jìn)行均勻施力，因而環(huán)狀被測試件l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(yōu)越性。[0036] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于包括用于水平固定環(huán)狀被測試件(1)的試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置外側(cè)且將環(huán)狀被測試件(1)置于恒溫狀態(tài)的恒溫箱(2)、豎直向下運動同時能從環(huán)狀被測試件(1)中部穿過并向環(huán)狀被測試件(1)內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力的錐形滑塊(3)、對錐形滑塊(3)施加豎直向下壓力并相應(yīng)驅(qū)動錐形滑塊(3)作豎直上下運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(4)和與驅(qū)動機(jī)構(gòu)(4)相接的上位監(jiān)控機(jī)(5)，所述錐形滑塊(3)為外表面光滑且由上至下直徑逐漸縮小的錐形塊；所述環(huán)狀被測試件(1)內(nèi)部固定套裝有與錐形滑塊(3)配合使用且用于傳遞動態(tài)內(nèi)壓力的圓環(huán)套件(6)，圓環(huán)套件(6)的外徑與環(huán)狀被測試件(1)的內(nèi)徑相同且其內(nèi)徑由上至下逐漸增大；所述錐形滑塊(3)位于環(huán)狀被測試件(1)正上方，且所述試件固定裝置上對應(yīng)開設(shè)有供錐形滑塊(3)穿過的通孔。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述試件固定裝置包括上蓋板(7-1)、底座(7-2)以及將上蓋板(7-1)和底座(7-2)組裝為一體的支撐固定件，所述上蓋板(7-1)和底座(7-2)均水平設(shè)置。
3. 按照權(quán)利要求2所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述上蓋板(7-1)和底座(7-2)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同且二者均為圓形板，上蓋板(7-1)位于底座(7-2)正上方。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(4)位于恒溫箱(2)上部且與錐形滑塊(3)之間通過傳動軸(8)進(jìn)行連接，所述恒溫箱(2)上部開有供傳動軸(8)穿過的通孔。
5. 按照權(quán)利要求2所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述支撐固定件包括支撐柱(7-3)和螺栓(7-4)，所述上蓋板(7-1)和底座(7-2)通過固定在二者之間的支撐柱(7-3)以及分別安裝在支撐柱(7-3)與上蓋板(7-1)和底座(7-2)間連接處的螺栓(7-4)組裝為一體，所述支撐柱(7-3)的上下兩端部分別從上蓋板(7-1)頂部和底座(7-2)底部穿出。
6. 按照權(quán)利要求3所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述環(huán)狀被測試件(1)、上蓋板(7-1)、底座(7-2)和錐形滑塊(3)均同軸設(shè)置。
7. 按照權(quán)利要求4所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述傳動軸(8)與恒溫箱(2)間的連接處設(shè)置有防止傳動軸(8)因轉(zhuǎn)動而發(fā)生錯動并保證傳動軸(8)始終豎直向下運動的限位件(9)。
8. 按照權(quán)利要求2所述的一種間接拉伸強度測試儀，其特征在于所述圓環(huán)套件(6)卡裝在上蓋板(7-1)和底座(7-2)之間且其高度與環(huán)狀被測試件(1)的高度相同。
專利摘要本實用新型公開了一種間接拉伸強度測試儀，包括試件固定裝置、設(shè)置在試件固定裝置外側(cè)的恒溫箱、豎直向下運動同時能從環(huán)狀被測試件中部穿過并向環(huán)狀被測試件內(nèi)壁施加徑向且均勻的動態(tài)內(nèi)壓力的錐形滑塊、對錐形滑塊施加豎直向下壓力并相應(yīng)驅(qū)動錐形滑塊作豎直上下運動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)和與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相接的上位監(jiān)控機(jī)，錐形滑塊為外表面光滑且由上至下直徑逐漸縮小的錐形塊；環(huán)狀被測試件內(nèi)部固定套裝有與錐形滑塊配合使用且用于傳遞動態(tài)內(nèi)壓力的圓環(huán)套件。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、加工制作及拆裝方便且使用操作方便，能從環(huán)狀試件內(nèi)壁對試件進(jìn)行均勻施力，有效解決了現(xiàn)有間接拉伸強度測試裝置只能單純反映材料所施力處拉伸強度的實際缺陷。
文檔編號G01N3/02GK201548457SQ20092024531
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者李曉軍, 王云仙, 王國清, 王曉華 申請人:西安科技大學(xué)