一种钻孔测内应力设备及其测量方法技术

本发明专利技术公布了一种钻孔测内应力设备及其测量方法，属于检测技术领域，包括定位盘及其底部的可调节高度的支撑杆；所述定位盘上呈环形设置有可旋转和升降的测量钻头，中心设置有可旋转和升降的主钻头；所述测量钻头的侧壁上的相对两面设置有应变片；所述定位盘上设置有用于固定测量钻头和/或支撑杆的固定装置。本发明专利技术以钻紧钉孔的方法实现了在将材料应变进行传导，避免了传统测量手段对应变片的浪费。由于不需要在材料上贴应变片，从而在一定程度上提高了钻孔测应力的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔测内应力设备及其测量方法
本专利技术属于检测
，具体为一种钻孔测内应力设备及其测量方法。
技术介绍
如图1所示，通过在被测材料的测量点附近贴上四个应变片，然后在四个应变片排布的中央钻孔，钻孔后中间小孔处的材料被去除后，材料内部应力的初始平衡会被打破，小孔周围材料的内应力会被释放，从而导致小孔周围的应变片发生变形，通过应变仪测量应变片的变形，然后采用一定的算法计算出小孔处材料的内应力。这是一种机械的方法测量残余应力。另外还有无损检测残余应力的设备，如X射线衍射仪中子衍射仪。目前X射线和中子射线衍射检测技术，存在放射性强和成本很高等特点，也存在穿透力若测量深度浅等缺点，难以在工程应用中普及和应用场景受限。图1中所示的钻孔方法测量应力时,对应变片的要求精度高，对应变片的粘贴方法要求高，应变片使用一次后无法重复使用，造成一定的浪费，由于应变的粘贴麻烦，也会导应力致测量效率的低下。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种钻孔测内应力设备及其测量方法，以钻紧钉孔的方法实现了在将材料应变进行传导，避免了传统测量手段对应变片的浪费。由于不需要在材料上贴应变片，从而在一定程度上提高了钻孔测应力的效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钻孔测内应力设备，包括定位盘及其底部的可调节高度的支撑杆；所述定位盘上呈环形设置有可旋转和升降的测量钻头，中心设置有可旋转和升降的主钻头；所述测量钻头的侧壁上的相对两面设置有应变片；所述定位盘上设置有用于固定测量钻头和/或支撑杆的固定装置。作为上述技术方案的进一步改进：所述测量钻头和主钻头上端头设置有与电钻相配合的螺帽。作为上述技术方案的进一步改进：所述固定装置为设置在定位盘侧边的紧定螺钉。作为上述技术方案的进一步改进：所述紧定螺钉带有蝶形螺帽。作为上述技术方案的进一步改进：所述支撑杆底部设置有支撑底座。作为上述技术方案的进一步改进：所述支撑杆为穿过定位盘设置的螺杆。作为上述技术方案的进一步改进：所述测量钻头的侧壁上相对两面设置有竖直平面，竖直平面上安装应变片。作为上述技术方案的进一步改进：所述定位盘上设置有用于固定对应测量钻头的夹持装置；所述夹持装置由两个通过铰接轴铰接在定位盘上的相对设置的可摆动的夹持块组成；所述的铰接轴平行于对应测量钻头与应力测量点之间的连线设置；所述夹持块下端设置有夹持臂；所述夹持臂上设置有夹持垫；所述夹持块朝向紧定螺钉的一侧下方设置有用于与紧定螺钉相配合的斜面。作为上述技术方案的进一步改进：所述夹持垫上设置有与测量钻头侧壁相配合的圆弧凹面；同一夹持臂上设置有两个夹持垫，两个夹持垫呈间距设置。采用上述一种钻孔测内应力设备进行测量的方法，包括如下步骤：1、将定位盘通过支撑杆支撑在被测材料表面上；调节各个支撑杆的高度，使得定位盘与被测材料表面平行；2、通过电钻驱动贴有应变片的测量钻头钻入被测材料表面，同时使得应变片所处的竖直平面垂直于应力测量点与测量钻头之间的连线；3、拧紧紧定螺钉使得测量钻头和支撑杆与定位盘的位置不会变化和发生松动；4、将应变片连接到应变仪上；5、通过电钻驱动主钻头钻入被测材料上的应力测量点，在应力测量点处形成钻孔，然后再拔出主钻头，通过应变仪获取应变片的应力变化，从而得到钻孔处的应力。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：该设备实现了无需在被测材料上贴应变片这一精细繁琐的过程，完成钻孔测应力。该设备主要以钻紧钉孔的方法实现了在将材料应变进行传导；也避免了传统测量手段对应变片的浪费。由于不需要在材料上贴应变片，从而在一定程度上提高了钻孔测应力的效率。附图说明图1为现有的钻孔测内应力的方式示意图；图2为本专利技术的整体结构示意图；图3为本专利技术的放大结构示意图；图4为本专利技术钻入测量材料后的侧视图；图5为支撑杆的结构示意图；图6为测量钻头的结构示意图；图7为带有夹持装置的定位盘结构示意图；图8为夹持装置的俯视图；图9为夹持装置处于打开状态的主视图；图10为夹持装置处于锁紧状态的示意图；图11为紧定螺钉的一种结构示意图；图12为测量方法流程图。图中：1、应变片；2、定位盘；3、支撑杆；4、测量钻头；5、主钻头；6、紧定螺钉；7、被测材料；8、电钻；31、支撑底座；21、螺纹孔；22、定位孔；23、主钻孔；25、夹持装置；251、夹持块；252、夹持臂；253、夹持垫；254、斜面；255、弹簧；61、旋转头。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。请参阅图1至图11，在一种具体的实施方式中，一种钻孔测内应力设备，包括定位盘2及其底部的可调节高度的支撑杆3；所述定位盘2上呈环形设置有可旋转和升降的测量钻头4，中心设置有可旋转和升降的主钻头5；所述测量钻头4的侧壁上的相对两面设置有应变片1；所述定位盘2上设置有用于固定测量钻头4和/或支撑杆3的固定装置。作为上述技术方案的优选实施例：所述测量钻头4和主钻头5上端头设置有与电钻8相配合的螺帽。电钻8的前端接口可以与测量钻头4或者主钻头5的上端螺帽配合套接，通过电钻8来驱动测量钻头或主钻头旋转，钻入被测材料中。如图3所示，作为上述技术方案的优选实施例：所述固定装置为设置在定位盘2侧边的紧定螺钉6。如图2-3所示，为了便于手动旋转，作为上述技术方案的优选实施例：所述紧定螺钉6带有蝶形螺帽。如图5所示，为了提高支撑稳定性，作为上述技术方案的优选实施例：所述支撑杆3底部设置有支撑底座31。其中支持底座31可旋转的与支撑杆3连接，当支撑杆3旋转调节高度时，支撑底座31与被测材料接触，不发生旋转，从而使得支撑杆3不会损伤被测材料。如图5所示，为了便于调节高度，作为上述技术方案的优选实施例：所述支撑杆3为穿过定位盘2设置的螺杆。定位盘2上设置有螺纹孔21，支撑杆3穿过螺纹孔21设置，旋转支撑杆3时，即可调节定位盘2的高度；当调节高度达到要求后，可以通过旋转紧定螺钉6，使得紧定螺钉6穿过螺纹孔21顶住支撑杆3，实现对支撑杆3的固定。如图6所示，为了提高应变片1的安装稳定性，提高应力变化的测量准确性，作为上述技术方案的优选实施例：所述测量钻头4的侧壁上相对两面设置有竖直平面，竖直平面上安装应变片1。如图7-11所示，作为上述技术方案的优选实施例：所述定位盘2上设置有用于固定对应测量钻头4的夹持装置25；所述夹持装置25由两个通过铰接轴铰接在定位盘2上的相对设置的可摆动的夹持块251组成；所述的铰接轴平行于对应测量钻头4与应力测量点之间的连线设置；所述夹持块251下端设置有夹持臂252；所述夹持臂252上设置有夹持垫253；所述夹持块252朝向紧定螺钉6的一侧下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔测内应力设备，其特征在于，包括定位盘（2）及其底部的可调节高度的支撑杆（3）；所述定位盘（2）上呈环形设置有可旋转和升降的测量钻头（4），中心设置有可旋转和升降的主钻头（5）；所述测量钻头（4）的侧壁上的相对两面设置有应变片（1）；所述定位盘（2）上设置有用于固定测量钻头（4）和/或支撑杆（3）的固定装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻孔测内应力设备，其特征在于，包括定位盘（2）及其底部的可调节高度的支撑杆（3）；所述定位盘（2）上呈环形设置有可旋转和升降的测量钻头（4），中心设置有可旋转和升降的主钻头（5）；所述测量钻头（4）的侧壁上的相对两面设置有应变片（1）；所述定位盘（2）上设置有用于固定测量钻头（4）和/或支撑杆（3）的固定装置。


2.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述测量钻头（4）和主钻头（5）上端头设置有与电钻（8）相配合的螺帽。


3.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述固定装置为设置在定位盘（2）侧边的紧定螺钉（6）。


4.根据权利要求3所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述紧定螺钉（6）带有蝶形螺帽。


5.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述支撑杆（3）底部设置有支撑底座（31）。


6.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述支撑杆（3）为穿过定位盘（2）设置的螺杆。


7.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述测量钻头（4）的侧壁上相对两面设置有竖直平面，竖直平面上安装应变片（1）。


8.根据权利要求1所述的一种钻孔测内应力设备，其特征在于，所述定位盘（2）上设置有用于固定对应测量钻头（4）的夹持装置（25）；所述夹持装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋双庆，佘亚娟，廖凯，
申请(专利权)人：湖南应用技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43