避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置及试验方法，所述试验装置包括电液伺服万能试验机、夹头、螺杆、力传感器、荷载采集仪、环扣、劲肋、混凝土试件、钢板、粘结剂；环扣是由两个圆环相扣而成，上部的环扣一端通过螺杆旋紧在电液伺服万能试验机的上夹头中，并且螺杆中部装有力传感器，环扣的另一端通过螺栓和劲肋紧紧相连，劲肋与钢板焊接在一起；本发明专利技术能有效避免由于夹具直接作用在试件上，产生侧向压力，导致实验结果不准确，灵活的环扣结构有效解决了在试件直接受拉过程中产生的偏心力，劲肋的存在也使试件两端的受力更加均匀，使实验结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土拉伸试验
，特别涉及一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置及试验方法。
技术介绍
混凝土的抗拉强度是一个重要的力学指标，以往在研究混凝土拉伸特性，确定抗拉强度时，通常采用的试验方法可分为两类：一是直接测定方法，即直接受拉试验法；二是间接测定方法，包括劈裂试验法、弯折试验法。其中最常用的是劈裂试验法，但大量的实验结果研究表明，劈裂发不能真实反映出混凝土的抗拉强度，有劈裂试验法得到的抗拉强度与直接拉伸试验法得到的结果有较大的出入，多数情况下劈裂法实验结果小于直接拉伸法实验结果。为满足试验要求，得到更加准确的抗拉强度，对混凝土试件进行直接拉伸试验是十分必要的。直接拉伸试验中采用一种简单易行的方法来保证试件轴心受拉和应力均匀分布尤为重要。目前采用的混凝土直接拉伸试件，可以分为外夹式、内埋式和粘贴式。外夹式一般容易在夹持处产生应力集中，对于如混凝土类的无机脆性材料，断裂易发生于夹持处，很难保证断裂发生于均匀应力处，而内埋式很难确保试件轴心受拉，且试件中应力分布同样较为复杂。粘贴式相对来说易于确保轴心受拉，试件中应力分布较前两种方式均匀，断裂发生在均匀应力段的概率较高，但也存在着应力分布不均的现象。可见，以上方法都存在各自的缺陷，都不能很好地满足直接拉伸试验的要求，研究一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置及其方法有着重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，该装置解决了混凝土拉伸试验中，由于应力集中和偏心受拉导致实验结果与真实值偏差较大的问题，另一个目的是提供该直接拉伸实验装置的试验方案。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，包括电液伺服万能试验机，所述电液伺服万能试验机包括呈上下设置的上夹头1和下夹头9，所述试验装置还包括上螺杆2、下螺杆8、力传感器3、荷载采集仪10、上环扣4、下环扣7、劲肋5、钢板11和混凝土试件6；所述混凝土试件6的上下两端分别通过钢板11各自连接劲肋5，位于混凝土试件6上方的劲肋5顶端连接上环扣4的底端，所述上环扣4的顶端通过力传感器3连接上螺杆2的底端，所述上螺杆2的顶端连接上夹头1；所述力传感器3连接有荷载采集仪10；位于混凝土试件6下方的劲肋5底端连接下环扣7的顶端，所述下环扣7的底端连接下螺杆8的顶端，所述下螺杆8的底端连接下夹头9。进一步的，所述混凝土试件6的上下两端分别通过粘合剂12与一块钢板11紧密连接，两块钢板11上均焊接有劲肋5，所述劲肋5分别通过螺栓13连接位于混凝土试件上方的上环扣4和位于混凝土试件下方下环扣7。进一步的，所述上环扣4和下环扣7均包括互相相扣的两个直径相同的圆环。进一步的，所述上环扣4顶端通过螺栓13连接力传感器3。进一步的，所述上螺杆2的顶端旋紧在电液伺服万能试验机的上夹头1，所述下螺杆8的底端旋紧在电液伺服万能试验机下夹头9。优选的，所述粘结剂12为高强环氧树脂胶。一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将两块带钢板的劲肋通过粘结剂粘结在混凝土试件的两端，待粘结剂强度完全发挥后，用螺栓将两块带钢板的劲肋分别固定在上环扣4和下环扣7的一端；b、将上环扣的另一端用螺栓固定在力传感器上，力传感器另一端接在上螺杆上；c、将上螺杆夹紧在上夹头中；d、将下环扣的另一端通过下螺杆夹紧在下夹头中；e、将荷载采集仪连接在力传感器中间位置；f、调整好电液伺服万能试验机位置后，然后施加预紧力，开始进行拉伸试验，直至混凝土试件破坏。优选的，所述粘结剂为高强环氧树脂胶。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术中创新地引入环扣结构，相比于以往拉伸试验中的球铰结构，环扣结构具有更大的灵活性，可以在试验过程中施加预紧力时，使试件依靠重力作用自然下垂，避免拉伸试验时偏心力作用于混凝土试件，使得实验结果更加准确。（2）本专利技术采用的劲肋，有助于试件两端均匀受拉，改善了以往拉伸试验中两端应力集中的状况。（3）本专利技术采用的是粘贴式拉伸混凝土试件，即在混凝土试件的两端以粘结剂粘结劲肋的钢板，相比较于内埋式拉伸试件和夹持式拉伸试件，它更易于确保轴心受拉，应力均匀分布，使断裂发生在均匀应力段的概率更高，很好地满足了直接拉伸试验的要求。（4）本专利技术中的环扣结构，可以有效避免拉伸过程中加载方向偏离混凝土试件中心线的问题。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中劲肋的结构示意图；图3是本专利技术中上环扣的结构示意图；图4是本专利技术中下环扣的结构示意图；其中：1-上夹头，2-上螺杆，3-力传感器，4-上环扣，5-劲肋，6-混凝土试件，7-下环扣，8-下螺杆，9-下夹头，10-荷载采集仪，11-钢板，12-粘结剂，13-螺栓。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，包括电液伺服万能试验机，所述电液伺服万能试验机包括呈上下设置的上夹头1和下夹头9，所述试验装置还包括上螺杆2、下螺杆8、力传感器3、荷载采集仪10、上环扣4、下环扣7、劲肋5、钢板11和混凝土试件6；所述混凝土试件6的上下两端分别通过钢板11各自连接劲肋5，位于混凝土试件6上方的劲肋5顶端连接上环扣4的底端，所述上环扣4的顶端通过力传感器3连接上螺杆2的底端，所述上螺杆2的顶端连接上夹头1；所述力传感器3连接有荷载采集仪10；位于混凝土试件6下方的劲肋5底端连接下环扣7的顶端，所述下环扣7的底端连接下螺杆8的顶端，所述下螺杆8的底端连接下夹头9。混凝土试件两端通过粘结剂12与两端的钢板11紧密结合，钢板11焊接在劲肋5上，上端的劲肋5通过螺栓13连接上环扣4上，环扣结构是由两个直径相同的圆环相扣形成的，环扣的上端连接着上螺杆2，上螺杆旋紧在电液伺服万能试验机上夹头1，上螺杆2中部装有力传感器3，力传感器接在荷载采集仪上10，荷载采集仪上10可以准确地测量出试验过程中应力变化；下端的劲肋同样通过螺栓13连接在下环扣7上，下环扣7连接在下螺杆8，下螺杆旋紧在电液伺服万能试验机下夹头9。如图2所示，上环扣4是由两个同样的圆环相扣而成，上环扣4的两端端设有螺栓13，一端连接在劲肋5上，一端连接在力传感器3上。如图3所示，下环扣7也是由两个同样的圆环相扣而成，下环扣7的一端设有螺栓13，用于连接劲肋5，另一端设有下螺杆8，用于被下夹头9夹紧。上环扣（4）、下环扣（7）均由两个相同的圆环相扣形成的结构，其灵活的结构有效避免了拉伸试验中产生偏心力。如图4所示，劲肋5靠近混凝土试件6的一端焊接钢板11。所述混凝土试件6的上下两端分别通过粘合剂12与一块钢板11紧密连接，两块钢板11上均焊接有劲肋5，所述劲肋5分别通过螺栓13连接位于混凝土试件上方的上环扣4和位于混凝土试件下方下环扣7。所述上螺杆2的顶端旋紧在电液伺服万能试验机的上夹头1，所述下螺杆8的底端旋紧在电液伺服万能试验机下夹头9。所述粘结剂为高强环氧树脂胶，混凝土试件两端由粘合剂12紧密连接在钢板11上，钢板焊接在劲肋5，劲肋5的存在有用于均匀受拉力，产生均匀应力。一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置的试验方法，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，包括电液伺服万能试验机，所述电液伺服万能试验机包括呈上下设置的上夹头和下夹头，其特征在于：所述试验装置还包括上螺杆、下螺杆、力传感器、荷载采集仪、上环扣、下环扣、劲肋、钢板和混凝土试件； 所述混凝土试件的上下两端分别通过钢板各自连接劲肋，位于混凝土试件上方的劲肋顶端连接上环扣的底端，所述上环扣的顶端通过力传感器连接上螺杆的底端，所述上螺杆的顶端连接上夹头；所述力传感器连接有荷载采集仪；位于混凝土试件下方的劲肋底端连接下环扣的顶端，所述下环扣的底端连接下螺杆的顶端，所述下螺杆的底端连接下夹头。

【技术特征摘要】
1.一种避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，包括电液伺服万能试验机，所述电液伺服万能试验机包括呈上下设置的上夹头和下夹头，其特征在于：所述试验装置还包括上螺杆、下螺杆、力传感器、荷载采集仪、上环扣、下环扣、劲肋、钢板和混凝土试件；所述混凝土试件的上下两端分别通过钢板各自连接劲肋，位于混凝土试件上方的劲肋顶端连接上环扣的底端，所述上环扣的顶端通过力传感器连接上螺杆的底端，所述上螺杆的顶端连接上夹头；所述力传感器连接有荷载采集仪；位于混凝土试件下方的劲肋底端连接下环扣的顶端，所述下环扣的底端连接下螺杆的顶端，所述下螺杆的底端连接下夹头。2.根据权利要求1所述的避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，其特征在于：所述混凝土试件的上下两端分别通过粘合剂与一块钢板紧密连接，两块钢板上均焊接有劲肋，所述劲肋分别通过螺栓连接位于混凝土试件上方的上环扣和位于混凝土试件下方下环扣。3.根据权利要求1所述的避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装置，其特征在于：所述上环扣和下环扣均包括互相相扣的两个直径相同的圆环。4.根据权利要求1所述的避免偏心受拉的混凝土材料直接拉伸试验装...

【专利技术属性】
技术研发人员：江婷，沈振中，沈心哲，潘翔，田振宇，李强，章宏生，陶韵成，兽奕滔，刘得潭，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32