一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，包括用于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，以及用于施加在試件套筒三上進(jìn)而對被測試件施加循環(huán)荷載的施壓機(jī)構(gòu)，施壓機(jī)構(gòu)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(jìn)行循環(huán)加載，通過信息采集系統(tǒng)采集荷載過程中的壓力值和循環(huán)加載次數(shù)確定試件疲勞強(qiáng)度，被測試件為呈水平向布設(shè)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(jié)構(gòu)和尺寸均相等，均開設(shè)有與被測試件相配合且偏心布設(shè)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(jī)構(gòu)上的水平限位板。該疲勞測試儀既能夠應(yīng)用于雙向剪切疲勞測試，又能應(yīng)用于層間剪切疲勞測試。
【專利說明】
【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)度測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種輕質(zhì)抗剪 疲勞測試儀。 一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀

【背景技術(shù)】
[0002] 道路工程材料疲勞強(qiáng)度測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)度測定是防止道路早期破壞的重要設(shè)計參數(shù)。但目前，尚 無統(tǒng)一的工程材料疲勞強(qiáng)度測試方法及其相應(yīng)的測試裝置，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)室對道路工程材料疲勞強(qiáng)度進(jìn)行測試時，均不同程度 地存在測試標(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，提供一種輕質(zhì) 抗剪疲勞測試儀，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用操作簡便靈活、自動化程度高、且測試結(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)度測試方法存在的測試 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、測試結(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：一種輕質(zhì)抗剪疲 勞測試儀，其特征在于：包括用于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，以及用于施加在試件套筒一、試件套筒二或試件套筒三上進(jìn)而對被測試件施加循環(huán)加 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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的施壓元件位于拱形試件套簡三的正 上方，所述被測試件為呈水平向布設(shè)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(shè)有與被測試件相配合 且偏心布設(shè)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(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)和尺寸均相等。
[0005] 上述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機(jī)構(gòu)包括氣動上壓頭和 與所述氣動上壓頭呈同軸布設(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] 上述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，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)計的功能。
[0007] 上述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(shè)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(yuǎn)離半圓孔的端面設(shè)置有至少兩個螺紋孔，所述水平限位板上設(shè)置有至少六 個且與所述螺紋孔相對應(yīng)的安裝孔。
[0008] 上述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒三位于試件套筒一 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(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(cè)部和右側(cè)部的安裝孔相連接。
[0010] 上述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒三位于試件套筒一 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(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(cè)部以及中部的安裝孔相連接。
[0012] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 1、儀器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便且投入成本低。
[0014] 2、儀器制造工藝簡單快捷，便于投入大批量生產(chǎn)，且適用于多種規(guī)格試件。
[0015] 3、測試時方形儀器的控制水平穩(wěn)定較為理想且更加方便，測試數(shù)據(jù)可靠且實(shí)驗(yàn)結(jié) 果穩(wěn)定。
[0016] 4、使用操作簡便靈活且實(shí)用價值高，無污染，對周圍環(huán)境影響?。徊⑶以囼?yàn)數(shù)據(jù)由 測力裝置直接讀出，簡便、準(zhǔn)確。
[0017] 5、本實(shí)用新型試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三能夠進(jìn)行靈活調(diào)整，既能夠 應(yīng)用于雙向疲勞強(qiáng)度測試，又能應(yīng)用于層間疲勞強(qiáng)度測試。
[0018] 6、自動化程度高，使用效果好，本實(shí)用新型采用的加載方式為通過一個固定試件 套筒對裝于試件套筒內(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 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。
[0019] 綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、自動化程度高、制造耗材量小、使用操 作簡便且測試結(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)度測試方法存在的測試 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、耗材量大、測試結(jié)果不可靠等實(shí)際問題。
[0020] 下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(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】
[0021] 圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式中試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三的組 合關(guān)系不意圖。
[0023] 圖3為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式中試件套筒一、試件套筒二和試件套筒三的組 合關(guān)系不意圖。
[0024] 圖4為本實(shí)用新型試件套筒一（試件套筒二，試件套筒三）的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖5為本實(shí)用新型水平限位板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 附圖標(biāo)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(shí)施方式】
[0032] 如圖1所示的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，包括用于水平套裝被測試件⑴的試件 套筒一（2-1)、試件套筒二（2-2)和試件套筒三（2-3)，以及用于施加在試件套筒一（2-1)、 試件套筒二（2-2)或試件套筒三（2-3)上進(jìn)而對被測試件（1)施加循環(huán)加載的氣動加載 裝置（4)，所述氣動加載裝置（4)上設(shè)有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數(shù)統(tǒng)計的功 能，所述被測試件（1)為呈水平向布設(shè)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(shè)有與被測試件（1)相配合且偏心布設(shè)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(jié)構(gòu)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(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(shè)備。所 述氣動加載裝置（4)也可以為其他循環(huán)加載壓力機(jī)。
[0034] 結(jié)合圖2、圖4和圖5,本實(shí)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(shè)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(shè)置有至少六個且與所述螺紋孔（7)相對應(yīng)的安裝孔（9)。
[0035] 如圖2所示，所述試件套簡三（2-3)位于試件套筒一（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(cè)部和右側(cè)部的安裝孔（9)相連接。
[0036] 本實(shí)施例中，該疲勞強(qiáng)度剪測試儀適用于雙向剪切測試，在實(shí)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(shí)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(cè)和試件套筒二（2-2)的右側(cè)水平方向都不需要對待測試件（1)進(jìn) 行限位裝置，因此本實(shí)用新型適用于多種長度規(guī)格的試件，可根據(jù)具體需要，對被測試試件 (1)的大小尺寸進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0037] 本實(shí)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(jìn)行水平 限位固定，并通過施壓機(jī)構(gòu)（4)對被測試件（1)施加循環(huán)加載，根據(jù)疲勞強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)值對試 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，采集循環(huán)加載力的大小以及循 環(huán)加載次數(shù)，從而確定被測試件（1)的疲勞強(qiáng)度。
[0038] 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(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)對以上實(shí)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(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：包括用于水平套裝被測試件（1)的試件套 筒一（2-1)、試件套筒二（2-2)和試件套筒三（2-3)，以及用于施加在試件套筒上進(jìn)而對被 測試件（1)施循環(huán)加載的施壓機(jī)構(gòu)（4)，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(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的施壓 元件位于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(shè)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(shè)有與被測試件（1)相配合且偏心布 設(shè)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(jī)構(gòu)（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(jié)構(gòu)和尺寸均相等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機(jī)構(gòu)（4) 包括氣動上壓頭（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)固定設(shè)置且上壓頭（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2所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機(jī)構(gòu)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(shè)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(jī)構(gòu)的施壓元件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機(jī)構(gòu)為PLC 氣動加載裝置（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氣動加載裝置（4)時， 下壓頭（4-2)為測試儀的底座。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(shè)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(shè)置有至少六個且與所述螺紋孔（7)相對應(yīng)的 安裝孔（9)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒三 (2-3)位于試件套筒一（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(jù)權(quán)利要求5所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(cè)部和右側(cè)部的 安裝孔（9)相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒三 (2-3)位于試件套筒一（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(jù)權(quán)利要求7所述的一種輕質(zhì)抗剪疲勞測試儀，其特征在于：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(cè)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(yōu)先權(quán)日:2014年3月16日
【發(fā)明者】李曉軍, 王曉華 申請人:西安科技大學(xué)