一种测试圆竹环向强度的方法技术

一种测试圆竹环向强度的方法，通过制备圆竹节段、贴敷薄膜、安装隔板、预留销栓孔道、灌注填充材料、安装圆竹试件、调节活动夹具、穿插销栓棒、拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试，圆竹节段内壁贴敷薄膜，避免了填充材料与圆竹节段内壁粘结对圆竹环向强度的测试结果造成影响，圆竹节段内的填充材料预留销栓孔道与活动夹具连接，活动夹具左右两侧的开孔钢板能够根据圆竹节段的长度同时向内外侧移动调节，保证了测试时轴心受拉。本发明专利技术原理方法简单，在不损伤圆竹的前提下，可快速准确地测试出圆竹环向强度，活动夹具的两侧的开孔钢板可调节，适用不同长度的圆竹进行试验，适用范围广。

A Method for Testing the Ring Strength of Bamboo

A method for testing the circular strength of round bamboo is presented. The circular strength of round bamboo is tested by preparing round bamboo segments, applying film, installing partitions, reserving pin holes, filling materials, installing round bamboo specimens, adjusting movable fixtures, inserting pins and bolts, and tensile tests. The inner wall of round bamboo segments is coated with film to avoid bonding between filling materials and the inner wall of round bamboo segments to the circular bamboo rings. The strength test results have an impact. The filling material in the round bamboo segment reserved pin bolt holes to connect with the movable fixture. The open steel plates on the left and right sides of the movable fixture can move and adjust to the inside and outside at the same time according to the length of the round bamboo segment, which ensures that the axis is pulled during the test. The principle and method of the invention are simple, and the circumferential strength of the round bamboo can be measured quickly and accurately without damaging the round bamboo. The open steel plates on both sides of the movable fixture can be adjusted, and the round bamboo with different lengths can be tested, and the application scope is wide.

【技术实现步骤摘要】
一种测试圆竹环向强度的方法
本专利技术涉及一种竹材材料性能的测试方法，具体涉及一种测试圆竹环向强度的方法，属于材料测试

技术介绍
竹子利用历史悠久，其中空壁薄、有节的外观形态和具有强度高、韧性好的优良特性，复合功能适用性原理，使用时的荷载特征是加工材料无法仿造的，圆竹是原竹中形圆而中空有节的竹材秆茎，由竹节和竹间两部分组成，外侧组织致密、质地坚韧、内壁组织疏松、质地脆软，物理性质上看具有强度高、韧性好、导热隔热性能好、吸湿、吸热性能优于木材的特点，外观上看光滑美观，尤其是绿色环保的优点，成为传统建筑材料砖、石的替代品之一，受到国内外大量学者的研究及工程中的应用，圆竹在建筑中的应用可以作为简易竹支架、竹脚手架、竹建筑等等，在日常生活中的应用可以作为圆竹家具、工艺品、乐器等等。同时，圆竹的实际应用中力学性能问题也逐渐引起人们的关注，国内外学者对于圆竹的横向抗弯、纵向抗弯和纵向抗压等性能进行了研究，相关圆竹力学性能的评价标准给出了圆竹纵向抗压、纵向抗剪、横向抗弯及抗拉性能等力学性能的测试方法，为圆竹的广泛应用提供了有力支持，但是由于圆竹本身结构特性，在使用过程中会出现径向压溃现象，同时，圆竹侧壁对于核心填充材料具有一定的环向约束作用，关于圆竹径向抗外压负载能力还没有统一评价方法，国际上通常采用环向刚度来表征，但是目前并没有统一有效的试验方法来测试圆竹的环向强度，一些研究者的试验方法对圆竹本身具有损伤，或者在圆竹某处会形成应力集中，均不能有效准确地达到预期效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测试圆竹环向强度的方法，原理及操作简单，在不损伤圆竹的前提下，可快速准确地测试出圆竹环向强度，活动夹具的两侧的开孔钢板可自由调节开合间距，适用不同长度的圆竹试件进行试验，适用范围广，且活动夹具的调节能够保证圆竹试件的轴心拉伸测试，通过灌注填充材料间接拉伸测试，圆竹环向受力均匀，薄膜隔离了填充材料和圆竹节段，避免了两者之间的摩擦受力，使得测试结果更加准确可靠。本专利技术的技术方案为：一种测试圆竹环向强度的方法，其特征在于通过制备圆竹节段、贴敷薄膜、安装隔板、预留销栓孔道、灌注填充材料、安装圆竹试件、调节活动夹具、穿插销栓棒，进行拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试，填充材料充满了除预留的销栓孔道外的上、下的空腔，使得拉力能够均匀传递至圆竹节段的内壁，圆竹节段内壁贴敷薄膜，避免了填充材料与圆竹节段的内壁粘结，活动夹具左右两侧的开孔钢板能够根据圆竹节段的长度向内外侧对称移动调节，保证环向强度测试时的轴心受拉，其具体步骤如下：A.制备圆竹节段：根据要求制备一定长度、直径及厚度的圆竹节段；B.贴敷薄膜：在圆竹节段内壁贴敷1层以上薄膜，薄膜宽度大于等于圆竹节段长度，并用滚轮或者模具将其滚压平整，薄膜与圆竹节段内壁密贴；C.安装隔板：在圆竹节段直径位置及方向插入隔板，使得圆竹节段内部平均分割成上、下完全隔离的两个空腔，隔板长度与圆竹节段内径一致，宽度与圆竹节段长度一致，厚度可合理选择；D.预留销栓孔道：在隔板隔开的圆竹节段上、下的空腔内对称各预留一个销栓孔道，销栓孔道长度与圆竹节段长度一致，并贯穿圆竹节段；E.灌注填充材料：在上、下的空腔内灌注填充材料，灌注过程持续稳定进行，并避免填充材料灌入销栓孔道，待填充材料固结后即完成圆竹试件的制备；F.安装圆竹试件：将制备完成的圆竹试件沿长度方向水平置于上、下的活动夹具的两侧的开孔钢板之间，其中，圆竹试件的上、下的预留的销栓孔道分别与上、下的活动夹具的两侧的开孔钢板的孔洞对齐；G.调节活动夹具：根据圆竹试件的长度调节活动夹具，通过同时对称调节活动夹具的两侧的开孔钢板，使两侧的开孔钢板间距大于圆竹试件的长度3～20mm，保证圆竹试件安装时的中心线与活动夹具轴线一致；H.穿插销栓棒：将两根销栓棒分别穿过上、下的活动夹具的开孔钢板与圆竹试件的预留销栓孔道，使得圆竹试件的两端分别固定在上、下的活动夹具之间，完成圆竹试件环向强度测试前的安装工作；I.拉伸试验：进行圆竹试件的拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试。所述的活动夹具由两侧的开孔钢板和顶板组成，顶板上设置有槽形轨道，两侧的开孔钢板与顶板的槽形轨道相连接，可自由调节开合间距，且两侧的开孔钢板为联动调节，同时向内或向外移动的距离相同。所述的销栓孔道位于圆竹节段横截面的直径上，且对称分布在上、下的空腔内，为PVC管、钢管、PE塑料管或PPR塑料管预先留设，直径大于等于销栓棒的直径。所述的薄膜为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜中的一种。所述的隔板完全将上、下的空腔隔开，上、下的空腔内的填充材料相互分离，隔板为塑料板、纸板、木板、竹板或金属板中的一种。所述的填充材料的高度与圆竹节段一致，充满除预留的销栓孔道外的上、下的空腔，填充材料为混凝土、砂浆和树脂胶中的一种。本专利技术方法中，通过薄膜贴敷在圆竹节段的内壁，隔板将圆竹节段的内腔平均分割为上、下的空腔，向空腔内灌注填充材料，上、下的空腔内填充材料中分别对称预留一个销栓孔道制备成圆竹试件，并沿长度方向水平置于上、下的活动夹具之间，采用销栓棒简单固定即可，薄膜将填充材料与圆竹隔离，两者之间不承受粘结力，环向强度测试时，填充材料充满了除预留的销栓孔道外的上、下的空腔，使得拉力能够均匀传递至圆竹节段的内壁，填充材料通过薄膜与圆竹接触，环向受力均匀，避免应力集中破坏现象，试验方法操作简单，测试结果准确可靠。本专利技术优点显著，具有以下有益效果：(1)本专利技术方法试件制备简单，操作方便，通过填充材料间接受力，不损伤圆竹材料本身，避免对圆竹材料自身的削弱造成对测试结果的偏差，测试结果准确。(2)在圆竹节段内分隔灌注填充材料，通过销栓棒穿过填充材料中预留销栓孔道进行受力测试，填充材料与圆竹内壁的薄膜密实接触，测试时在保证填充材料和圆竹不承受摩擦粘结力的情况下，圆竹环向受力均匀，区别于传统方法，避免了应力集中破坏。(3)活动夹具的两侧的开孔钢板可自由调节开合间距，可适用于不同长度的圆竹试件环向强度的测试，且能够保证测试时圆竹试件垂直于环向轴心受拉，使得测试结果更加可靠。附图说明：图1是一种测试圆竹环向强度的方法流程图；图2是一种测试圆竹环向强度的方法装置立体示意图；图3是制备圆竹节段的立体示意图；图4是贴敷薄膜的立体示意图；图5是安装隔板的立体示意图；图6是预留销栓孔道的立体示意图；图7是灌注填充材料的立体示意图；图8是安装圆竹试件的立体示意图；图9是调节活动夹具的立体示意图；图10是穿插销栓棒的立体示意图；在所有附图中，1为圆竹节段；11为空腔；2为薄膜；3为隔板；4为销栓孔道；5为填充材料；6为活动夹具；61为开孔钢板；62为顶板；64为销栓棒；100为圆竹试件。具体实施方式：为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术提供一种测试圆竹环向强度的方法，其特征在于通过制备圆竹节段1、贴敷薄膜2、安装隔板3、预留销栓孔道4、灌注填充材料5、安装圆竹试件100、调节活动夹具6、穿插销栓棒64，进行拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试，填充材料5充满了除预留的销栓孔道4外的上、下的空腔11，使得拉力能够均匀传递至圆竹节段1的内壁，圆竹节段1内壁贴敷薄膜2，避免了填充材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测试圆竹环向强度的方法，其特征在于通过制备圆竹节段(1)、贴敷薄膜(2)、安装隔板(3)、预留销栓孔道(4)、灌注填充材料(5)、安装圆竹试件(100)、调节活动夹具(6)、穿插销栓棒(64)，进行拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试，填充材料(5)充满了除预留的销栓孔道(4)外的上、下的空腔(11)，使得拉力能够均匀传递至圆竹节段(1)的内壁，圆竹节段(1)内壁贴敷薄膜(2)，避免了填充材料与圆竹节段(1)的内壁粘结，活动夹具(6)左右两侧的开孔钢板(61)能够根据圆竹节段(1)的长度向内外侧对称移动调节，保证环向强度测试时的轴心受拉，其具体步骤如下：A.制备圆竹节段：根据要求制备一定长度、直径及厚度的圆竹节段(1)；B.贴敷薄膜：在圆竹节段(1)内壁贴敷1层以上薄膜(2)，薄膜(2)宽度大于等于圆竹节段长度，并用滚轮或者模具将其滚压平整，薄膜(2)与圆竹节段(1)内壁密贴；C.安装隔板：在圆竹节段(1)直径位置及方向插入隔板(3)，使得圆竹节段(1)内部平均分割成上、下完全隔离的两个空腔(11)，隔板(3)长度与圆竹节段(1)内径一致，宽度与圆竹节段(1)长度一致，厚度可合理选择；D.预留销栓孔道：在隔板(3)隔开的圆竹节段(1)上、下的空腔(11)内对称各预留一个销栓孔道(4)，销栓孔道(4)长度与圆竹节段(1)长度一致，并贯穿圆竹节段(1)；E.灌注填充材料：在上、下的空腔(11)内灌注填充材料(5)，灌注过程持续稳定进行，并避免填充材料(5)灌入销栓孔道(4)，待填充材料(5)固结后即完成圆竹试件(100)的制备；F.安装圆竹试件：将制备完成的圆竹试件(100)沿长度方向水平置于上、下的活动夹具(6)的两侧的开孔钢板(61)之间，其中，圆竹试件(100)的上、下的预留的销栓孔道(4)分别与上、下的活动夹具(6)的两侧的开孔钢板(61)的孔洞对齐；G.调节活动夹具：根据圆竹试件(100)的长度调节活动夹具(6)，通过同时对称调节活动夹具(6)的两侧的开孔钢板(61)，使两侧的开孔钢板(61)间距大于圆竹试件(100)的长度3～20mm，保证圆竹试件(100)安装时的中心线与活动夹具(6)的轴线一致；H.穿插销栓棒：将两根销栓棒(64)分别穿过上、下的活动夹具(6)的开孔钢板(61)与圆竹试件(100)的预留销栓孔道(4)，使得圆竹试件(100)的两端分别固定在上、下的活动夹具(6)之间，完成圆竹试件(100)环向强度测试前的安装工作；I.拉伸试验：进行圆竹试件(100)的拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试。...

【技术特征摘要】
1.一种测试圆竹环向强度的方法，其特征在于通过制备圆竹节段(1)、贴敷薄膜(2)、安装隔板(3)、预留销栓孔道(4)、灌注填充材料(5)、安装圆竹试件(100)、调节活动夹具(6)、穿插销栓棒(64)，进行拉伸试验实现对圆竹环向强度的测试，填充材料(5)充满了除预留的销栓孔道(4)外的上、下的空腔(11)，使得拉力能够均匀传递至圆竹节段(1)的内壁，圆竹节段(1)内壁贴敷薄膜(2)，避免了填充材料与圆竹节段(1)的内壁粘结，活动夹具(6)左右两侧的开孔钢板(61)能够根据圆竹节段(1)的长度向内外侧对称移动调节，保证环向强度测试时的轴心受拉，其具体步骤如下：A.制备圆竹节段：根据要求制备一定长度、直径及厚度的圆竹节段(1)；B.贴敷薄膜：在圆竹节段(1)内壁贴敷1层以上薄膜(2)，薄膜(2)宽度大于等于圆竹节段长度，并用滚轮或者模具将其滚压平整，薄膜(2)与圆竹节段(1)内壁密贴；C.安装隔板：在圆竹节段(1)直径位置及方向插入隔板(3)，使得圆竹节段(1)内部平均分割成上、下完全隔离的两个空腔(11)，隔板(3)长度与圆竹节段(1)内径一致，宽度与圆竹节段(1)长度一致，厚度可合理选择；D.预留销栓孔道：在隔板(3)隔开的圆竹节段(1)上、下的空腔(11)内对称各预留一个销栓孔道(4)，销栓孔道(4)长度与圆竹节段(1)长度一致，并贯穿圆竹节段(1)；E.灌注填充材料：在上、下的空腔(11)内灌注填充材料(5)，灌注过程持续稳定进行，并避免填充材料(5)灌入销栓孔道(4)，待填充材料(5)固结后即完成圆竹试件(100)的制备；F.安装圆竹试件：将制备完成的圆竹试件(100)沿长度方向水平置于上、下的活动夹具(6)的两侧的开孔钢板(61)之间，其中，圆竹试件(100)的上、下的预留的销栓孔道(4)分别与上、下的活动夹具(6)的两侧的开孔钢板(61)的孔洞对齐；G.调节活动夹具：根据圆竹试件...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洋，柏佳文，汤帅峰，黄凯健，张永兴，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32