擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)的制造方法
【專利摘要】一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，屬于混凝土材料測試【技術(shù)領(lǐng)域】，是涉及一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)。使用本實(shí)用新型的抗剪沖擊試驗(yàn)結(jié)果精確、適用范圍廣泛、便于攜帶，并能夠避免操作人員發(fā)生危險。本實(shí)用新型包括工作軸、底座、支座、連接架、擺錘、擺桿、刻度盤及指針；在底座上固定有連接架和支座，在連接架上固定有工作軸，在工作軸上設(shè)置有擺桿，擺桿與擺錘相連接；在擺錘上固定有擺錘刀，在連接架上固定有刻度盤，在工作軸上設(shè)置有指針，在擺桿與指針之間設(shè)置有推動件；在連接架上設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，擺桿通過鎖定機(jī)構(gòu)鎖定在連接架上。
【專利說明】擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于混凝土材料測試【技術(shù)領(lǐng)域】，是涉及一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]纖維混凝土與普通混凝土相比，其抗拉、彎拉強(qiáng)度(又稱抗彎、抗折強(qiáng)度)、抗剪強(qiáng)度明顯提高，韌性也有明顯改善。近年來，國內(nèi)外針對纖維混凝土的研究不斷深入，纖維混凝土的應(yīng)用也越來越廣泛。建筑梁柱板、橋梁、路面、預(yù)制樁構(gòu)建端部等結(jié)構(gòu)物多承受抗剪沖擊作用，并且有相當(dāng)部分屬于彎剪沖擊，因此研究纖維混凝土的抗剪沖擊性能具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]針對纖維混凝土抗剪沖擊性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，國內(nèi)外學(xué)者采用的試驗(yàn)裝置一般為美國混凝土協(xié)會(ACI) 544委員會推薦的落錘試驗(yàn)裝置，或?yàn)樵诼溴N試驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上改進(jìn)的落錘裝置，主要用于研究纖維混凝土抗壓性能的沖擊試驗(yàn)。而在建筑、橋梁結(jié)構(gòu)中，許多梁式構(gòu)件必須承受引起彎剪應(yīng)力的沖擊荷載，抗彎剪沖擊性能是評價混凝土材料性能的重要指標(biāo)。但由于目前尚缺乏測試抗剪沖擊性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)人員依然無法將抗剪沖擊性能作為一個設(shè)計(jì)參數(shù)。盡管申請?zhí)枮?02680334A的中國專利“磁性開關(guān)控制落錘式抗彎沖擊試驗(yàn)臺”在2012年問世，實(shí)現(xiàn)了多次落錘抗彎沖擊試驗(yàn)，但由于重復(fù)操作，費(fèi)時費(fèi)力，一定程度上影響了測試精度?，F(xiàn)有的沖擊錘式抗彎剪沖擊試驗(yàn)裝置存在一些不足:對沖擊錘采取手動定位，沖擊高度及沖擊錘落點(diǎn)易產(chǎn)生誤差、還存在能量損失的情況；沒有采用擺錘式傳力裝置，易造成應(yīng)力集中，無法確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，使抗剪沖擊試驗(yàn)結(jié)果精確、適用范圍廣泛、便于攜帶，并能夠避免操作人員發(fā)生危險，操作簡單，尤其適用于國內(nèi)不同建筑工地的抗剪沖擊試驗(yàn)臺，從而解決了沖擊錘手動定位易產(chǎn)生誤差及易造成應(yīng)力集中等問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，包括工作軸、底座、支座、連接架、擺錘、擺桿、刻度盤及指針，在底座上固定有連接架和支座，在連接架上固定有工作軸，在工作軸上設(shè)置有擺桿，擺桿與擺錘相連接；在擺錘上固定有擺錘刀，在連接架上固定有刻度盤，在工作軸上設(shè)置有指針，在擺桿與指針之間設(shè)置有推動件；在連接架上設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，擺桿通過鎖定機(jī)構(gòu)鎖定在連接架上。
[0006]所述擺桿與工作軸相互垂直設(shè)置，指針與工作軸相互垂直設(shè)置。
[0007]所述刻度盤的圓心與工作軸的軸心相重合。
[0008]所述擺桿的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸上。
[0009]所述指針的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸上、位于擺桿與刻度盤之間。
[0010]所述推動件為銷釘，銷釘固定在擺桿上，且穿過指針的轉(zhuǎn)動平面。
[0011]所述鎖定機(jī)構(gòu)由自鎖臂和掛桿組成，自鎖臂斜向上方固定在連接架上，在自鎖臂的外端設(shè)置有通孔，掛桿的一端設(shè)置在通孔內(nèi)，另一端托起擺桿。
[0012]所述刻度盤靠近擺桿的預(yù)揚(yáng)位置的一端為零，刻度盤遠(yuǎn)離擺桿預(yù)揚(yáng)位置的一端為最大刻度值。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:
[0014]本實(shí)用新型解決了試件在沖擊試驗(yàn)中的各種瞬態(tài)物理力學(xué)指標(biāo)與參數(shù)，以及破壞失穩(wěn)的演化過程，提高了試驗(yàn)測試精度和效率，既可用于試驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)研究也可用于現(xiàn)場進(jìn)行抗剪沖擊性能的測試評價。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1拆除擺桿、擺錘、擺錘刀、刻度盤及指針后的俯視圖；
[0017]圖中，I—工作軸，2—底座，3—連接架，4—擺桿，5—擺錘，6—支座，7—擺錘刀，8—刻度盤，9—指針，10—推動件，11—鎖定機(jī)構(gòu)，12—自鎖臂，13—掛桿。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019]如圖1、圖2所示，一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，包括工作軸1、底座2、支座6、連接架3、擺錘5、擺桿4、刻度盤8及指針9，在底座2的頂部固定有連接架3和支座6，支座6固定在連接架3的前方，在連接架3的上部固定有工作軸I，在工作軸I上設(shè)置有擺桿4的內(nèi)端，擺桿4能夠以工作軸I為圓心轉(zhuǎn)動，擺桿4的外端與擺錘5相連接；在擺錘5上固定有擺錘刀7，在工作軸I的后方的連接架3上固定有刻度盤8，在工作軸I上設(shè)置有指針9，指針9能夠以工作軸I為圓心轉(zhuǎn)動，在擺桿4與指針9之間設(shè)置有推動件10，以便擺桿4在重力作用下下降、上揚(yáng)過程中推動指針9以工作軸I為圓心轉(zhuǎn)動，且在擺桿4上揚(yáng)后回落時離開指針9，在所述連接架3上設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)11，擺桿4通過鎖定機(jī)構(gòu)11鎖定在連接架3上，且擺桿4此時的位置為預(yù)揚(yáng)位置。
[0020]所述連接架3與工作軸I通過法蘭盤固定連接。
[0021]所述擺桿4與工作軸I相互垂直設(shè)置，指針9與工作軸I相互垂直設(shè)置。
[0022]所述刻度盤8的圓心與工作軸I的軸心相重合。
[0023]所述擺桿4的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸I上。
[0024]所述指針9的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸I上、位于擺桿4與刻度盤8之間。
[0025]所述推動件10為銷釘，銷釘固定在擺桿4的內(nèi)端，銷釘?shù)牡锥舜┻^指針9的轉(zhuǎn)動平面，當(dāng)擺桿4在重力作用下下降、上揚(yáng)過程中，銷釘推動指針9以工作軸I為圓心轉(zhuǎn)動，在擺桿4上揚(yáng)后回落時銷釘離開指針9。
[0026]所述鎖定機(jī)構(gòu)11由自鎖臂12和掛桿13組成，自鎖臂12斜向右方固定在連接架3上，與豎直方向的夾角為150°，在自鎖臂12的外端設(shè)置有通孔，掛桿13的一端設(shè)置在通孔內(nèi)，另一端托起擺桿4，此時擺桿4的位置為預(yù)揚(yáng)位置。
[0027]所述刻度盤9的右端刻度為零，左端刻度為最大刻度值；通過抽出擺桿4下方的掛桿13使擺桿4在重力作用下下降、上揚(yáng)，且擺桿4上揚(yáng)至最高點(diǎn)時，推動指針9在刻度盤8上由零轉(zhuǎn)至最大刻度值。
[0028]在所述擺桿4兩側(cè)的工作軸I上設(shè)置有圓螺母，以便限制擺桿4做軸向移動。
[0029]在所述指針9兩側(cè)的工作軸I上設(shè)置有圓螺母，以便限制指針9做軸向移動。
[0030]采用所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)方法，具體包括如下步驟:
[0031]步驟一:測得試件抗壓強(qiáng)度；
[0032]方法A:確定試件的長度的三等分處(試件上下面、正背面的三等分處)，采用非金屬超聲波儀對三等分處分別進(jìn)行透射，檢測質(zhì)量，并采用回彈儀對三等分點(diǎn)進(jìn)行附測，檢測回彈模量，通過測得的質(zhì)量與回彈模量得到試件的抗壓強(qiáng)度；
[0033]方法B:采用抗折、抗壓伺服試驗(yàn)機(jī)直接測得試件的強(qiáng)度；
[0034]步驟二:將試件水平放置在本實(shí)用新型的支座6上，使試件背面緊靠支座6，試件正面與擺錘5的擺動方向相對應(yīng)，受擺錘刀7抗剪沖擊；
[0035]試件材質(zhì):纖維混凝土 ；
[0036]試件參數(shù):長度為160 ±0.5mm,寬度為40 ±0.2mm,高度為40 ±0.2mm ；
[0037]步驟三:將擺桿4放置在鎖定機(jī)構(gòu)11的掛桿13上，此時擺桿4的位置為預(yù)揚(yáng)位置；
[0038]步驟四:將指針9撥到刻度盤8的最大刻度值處(最左端);
[0039]步驟五:抽出擺桿4下方的掛桿13，擺桿4受重力作用帶動擺錘刀7以工作軸I為圓心轉(zhuǎn)動下落，使試件的正面受到擺錘刀7抗剪沖擊；
[0040]步驟六:待擺錘刀7沖擊試件的正面并上揚(yáng)至最高點(diǎn)后，回擺擺桿4至預(yù)揚(yáng)位置，并通過鎖定機(jī)構(gòu)11進(jìn)行鎖定；
[0041]步驟七:記錄擺錘刀7沖擊試件后上揚(yáng)到最高位置時的指針9在刻度盤8上的刻度值，此刻度值代表了試件的抗剪沖擊功；
[0042]步驟八:通過振動信號采集測試儀器(型號為Vib-SYS)對試件的長度的三等分處(試件上下面、正背面的三等分處)進(jìn)行測試，得到抗剪沖擊力一位移曲線，以便得到試件的抗剪沖擊功；并將得到的試件的抗剪沖擊功與步驟七中得到的刻度值相對應(yīng)；
[0043]步驟九:重復(fù)步驟一?步驟八；得到三個試件的抗剪沖擊功及與其對應(yīng)的刻度盤8的刻度值，并分別求出二者的平均值；
[0044]步驟十:將高速數(shù)字影像機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)試件正面的上、下偏角25。位置處，錄制試件在擺錘刀7沖擊過程中的數(shù)字影像，得到與抗剪沖擊力一位移曲線對應(yīng)的試件的破壞情況；
[0045]步驟十一:得到與抗剪沖擊力一位移曲線對應(yīng)的沖擊能量值:
[0046]方法A:將振動信號采集測試儀器(型號為Vib-SYS)的測試探頭設(shè)置在試件的前后兩端面(尺寸均為40X40mm)的中心點(diǎn)，測試探頭與試件緊密接觸，記錄試件在擺錘刀7抗剪沖擊過程中的瞬態(tài)沖擊能量變化曲線，得到與抗剪沖擊力一位移曲線對應(yīng)的沖擊能量值；
[0047]方法B:將微地震監(jiān)測系統(tǒng)(型號為PS-10X-DXP)的測試探頭設(shè)置在試件前后兩端面(尺寸均為40X40mm)的中心點(diǎn)，測試探頭與試件緊密接觸，記錄試件在擺錘刀7沖擊過程中瞬態(tài)沖擊AE (聲發(fā)射)點(diǎn)能量變化曲線，得到與抗剪沖擊力一位移曲線對應(yīng)的沖擊能量值；
[0048]步驟十二:采用電子體視顯微鏡(型號為ZYT-900)對試件在擺錘刀7沖擊后的破裂面進(jìn)行觀測，試件材料對沖擊試驗(yàn)造成的破損非常敏感，因此沖擊試驗(yàn)用來評定試件材料在一次沖擊載荷下的破損敏感性，得到?jīng)_擊功對試件材料的宏觀與電子體視顯微鏡下破損的差異，以便控制和穩(wěn)定材料質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于包括工作軸、底座、支座、連接架、擺錘、擺桿、刻度盤及指針，在底座上固定有連接架和支座，在連接架上固定有工作軸，在工作軸上設(shè)置有擺桿，擺桿與擺錘相連接；在擺錘上固定有擺錘刀，在連接架上固定有刻度盤，在工作軸上設(shè)置有指針，在擺桿與指針之間設(shè)置有推動件；在連接架上設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，擺桿通過鎖定機(jī)構(gòu)鎖定在連接架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述擺桿與工作軸相互垂直設(shè)置，指針與工作軸相互垂直設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述刻度盤的圓心與工作軸的軸心相重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述擺桿的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述指針的內(nèi)端為環(huán)形，套裝在工作軸上、位于擺桿與刻度盤之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述推動件為銷釘，銷釘固定在擺桿上，且穿過指針的轉(zhuǎn)動平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述鎖定機(jī)構(gòu)由自鎖臂和掛桿組成，自鎖臂斜向上方固定在連接架上，在自鎖臂的外端設(shè)置有通孔，掛桿的一端設(shè)置在通孔內(nèi)，另一端托起擺桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺錘式抗剪沖擊試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述刻度盤靠近擺桿的預(yù)揚(yáng)位置的一端為零，刻度盤遠(yuǎn)離擺桿預(yù)揚(yáng)位置的一端為最大刻度值。
【文檔編號】G01N3/303GK204008338SQ201420344594
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】芮勇勤, 張宏, 肖讓, 王成, 王榮, 楊保存, 李獻(xiàn)燦 申請人:東北大學(xué)