一种多节转动杆、单纤维拔出装置及中心无偏移测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多节转动杆、单纤维拔出装置及中心无偏移测试方法。本发明专利技术中调节杆一、调节杆二和调节杆三从下至上依次连接，调节杆一的下端连接有底座，调节杆一的上端通过第一连接件与调节杆二的下端相铰接，调节杆二的上端通过第二连接件与调节杆三的下端相铰接，调节杆三的上端与固定板的底面相铰接，固定板的顶面为连接面；中心无偏移测试方法是通过测试要求以及单纤维测试试件的具体类型确定调节杆一的长度、调节杆二的长度、调节杆三长度以及X

【技术实现步骤摘要】
一种多节转动杆、单纤维拔出装置及中心无偏移测试方法


[0001]本专利技术具体涉及一种多节转动杆、单纤维拔出装置及中心无偏移测试方法。

技术介绍

[0002]混凝土是土木工程领域中应用最为广泛的建筑材料之一。随着科学技术的发展和建筑规模的不断提高，混凝土的性能也在不断地改善，应运而出了一大批高性能混凝土。其中，纤维增强混凝土可以很好地克服混凝土固有的抗拉性能差、延性低等缺点。纤维混凝土是由纤维、基体以及纤维/基体界面组成的多相材料。在这三者中，最重要的就是纤维/基体界面的粘结性能，这决定了纤维混凝土的各项宏观性能。而单纤维拔出试验是研究纤维/基体界面粘结性能最直接、最有效的方法之一。
[0003]目前，对于单纤维拔出试验已有较多的实验案例以及专利技术专利。但这些方法均局限于将纤维垂直于基体拔出，这严重影响了试验结果的准确性。这是由于在实际情况中，纤维在混凝土内的分布并不是垂直分布的，而是随机乱向地分布在混凝土各个位置。同时，在受力状态下，纤维与基体之间的角度也会直接影响纤维/基体的界面粘结性能。密歇根大学Victor Li教授指出，纤维的角度会导致纤维强度降低以及界面性能强化，又称之为“强度折减效应以及摩擦滑轮效应”。因此，目前的试验装置并不能很好地研究纤维/基体界面的粘结性能，纤维垂直于基体拔出的单一方式并不能全面获取到纤维/基体界面的粘结性能的完整数据，而目前对于角度对于纤维/基体界面的影响的研究方法主要有两种：
[0004]第一种是在制作试件的过程中，将单根纤维以特定的角度固定于水泥基体中，然后利用垂直拔出的方法进行测试。该方法的弊端是纤维在基体中的埋入长度受角度的影响，并不是恒定长度，这会大大影响试验结果的准确性；
[0005]第二种是通过制作不同倾斜角度的锥形平台，在此基础上进行拔出试验。该方法的弊端是一种角度对应一个平台，这会导致成本大大增加，一个试验就可能需要4
‑
6个平台，多平台的叠加配合，也会导致数据误差的加大，影响数据准确的获取过程。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种单纤维多节转动杆、拔出装置，以解决上述问题。
[0007]一种多节转动杆，包括调节杆一、调节杆二、调节杆三、固定板和底座，调节杆一、调节杆二和调节杆三从下至上依次连接，调节杆一的下端连接有底座，调节杆一的上端通过第一连接件与调节杆二的下端相铰接，调节杆二的上端通过第二连接件与调节杆三的下端相铰接，调节杆三的上端与固定板的底面相铰接，固定板的顶面为连接面。
[0008]作为优选方案：所述调节杆一的上端加工有第一窄幅插口，调节杆二的下端为第一片状插入端，第一片状插入端插设在第一窄幅插口内，第一片状插入端通过第一连接件与第一窄幅插口的两侧内壁相铰接；所述调节杆二的上端加工有第二窄幅插口，调节杆三的下端为第二片状插入端，第二片状插入端插设在第二窄幅插口内，第二片状插入端通过
第二连接件与第二窄幅插口的两侧内壁相铰接。
[0009]作为优选方案：第一连接件为第一连接轴，第二连接件为第二连接轴。
[0010]作为优选方案：调节杆三的上端为第三片状插入端，固定板的底面上加工有两个竖板，第三片状插入端夹持在两个竖板之间，第三片状插入端通过第三连接轴与两个竖板相铰接。
[0011]一种包括具体实施方式一或二所述的一种多节转动杆组成的单纤维拔出装置，包括X
‑
Y平台，X
‑
Y平台的底面可拆卸连接在连接面上，X
‑
Y平台上粘贴有单纤维测试试件。
[0012]作为优选方案：单纤维测试试件包括基体和单根纤维，单根纤维的一端固定在基体内，单根纤维的另一端为自由端。
[0013]作为优选方案：包括上配合组件，上配合组件包括上连接板、上连接杆和力传感器，上连接板的顶面依次通过上连接杆和力传感器与试验机相连接，上连接板与单根纤维的自由端相粘接。
[0014]利用具体实施方式三所述的一种单纤维拔出装置实现的中心无偏移测试方法，所述中心无偏移测试方法是通过测试要求以及单纤维测试试件的具体类型确定调节杆一的长度、调节杆二的长度、调节杆三长度以及X
‑
Y平台厚度值关系后，再通过调节杆一、调节杆二和调节杆三配合下对单纤维测试试件进行转动测试，转动测试过程中确保单纤维测试试件始终处于试验机的中心轴位置下获取相关测试数据。
[0015]作为优选方案：通过测试要求以及单纤维测试试件的具体类型确定调节杆一的长度、调节杆二的长度、调节杆三长度以及X
‑
Y平台厚度值关系过程为：
[0016]调节杆一的长度为l1，调节杆二的长度为l2，调节杆三的长度为l3，X
‑
Y平台厚度为l4，第一连接件所在位置为节点A位置，第二连接件所在位置为节点B位置，第三连接轴所在位置为节点C位置，试验机的中心轴在单纤维测试试件上的竖向投影位置为节点D位置；
[0017]根据试验要求的角度θ3，分别开始旋转节点A、B和C，A点处坐标为(0，0)；
[0018]当A节点旋转θ1角度时，B节点的坐标为(l2sinθ1，l2cosθ1)；
[0019]将B节点旋转θ2角度时，得到此时C节点的坐标(l2sinθ1‑
l3sinθ2，l2cosθ1+l3cosθ2)；
[0020]将C节点旋转θ3角度，单纤维测试试件对应的节点D坐标为(l2sinθ1‑
l3sinθ2‑
l4sinθ3，l2cosθ1+l3cosθ2+l4cosθ3)，在确保单纤维测试试件始终处于试验机的中心轴位置的情况下，节点D的X方向坐标应为0，即l2sinθ1‑
l3sinθ2‑
l4sinθ3＝0；
[0021]由于X
‑
Y平台的厚度l4是固定值，得出调节杆二和调节杆三的长度满足关系式为：
[0022]l2sinθ1‑
l3sinθ2＝l4sinθ3；
[0023]上式中sinθ3≤1，所以l2sinθ1‑
l3sinθ2≤l4；
[0024]节点A和节点B的旋转角度取值范围均为0
°
～180
°
；
[0025]节点C的旋转角度取值范围为0
°
～90
°
；
[0026]单纤维测试试件中单根纤维在基体中的角度范围就是0
°
～90
°
；
[0027]开启试验机，确保单纤维测试试件在试验机的中心轴位置下做出连续多次的转动运动，实时采集并保存单纤维测试试件转动运动情况下的相关数据。
[0028]本专利技术的有益效果在于：
[0029]一、本专利技术中的多节转动杆通过调节杆一、调节杆二、调节杆三、固定板和底座之
间相互配合形成多杆多角度弯曲的结构形式，调节杆一、调节杆二、调节杆三和固定板之间形成三个可旋转的节点结构形式，配合X
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多节转动杆，其特征在于：包括调节杆一(1)、调节杆二(2)、调节杆三(3)、固定板(4)和底座(5)，调节杆一(1)、调节杆二(2)和调节杆三(3)从下至上依次连接，调节杆一(1)的下端连接有底座(5)，调节杆一(1)的上端通过第一连接件(6)与调节杆二(2)的下端相铰接，调节杆二(2)的上端通过第二连接件(7)与调节杆三(3)的下端相铰接，调节杆三(3)的上端与固定板(4)的底面相铰接，固定板(4)的顶面为连接面(8)。2.根据权利要求1所述的多节转动杆，其特征在于：所述调节杆一(1)的上端加工有第一窄幅插口(1
‑
1)，调节杆二(2)的下端为第一片状插入端(2
‑
1)，第一片状插入端(2
‑
1)插设在第一窄幅插口(1
‑
1)内，第一片状插入端(2
‑
1)通过第一连接件(6)与第一窄幅插口(1
‑
1)的两侧内壁相铰接；所述调节杆二(2)的上端加工有第二窄幅插口(2
‑
2)，调节杆三(3)的下端为第二片状插入端(3
‑
1)，第二片状插入端(3
‑
1)插设在第二窄幅插口(2
‑
2)内，第二片状插入端(3
‑
1)通过第二连接件(7)与第二窄幅插口(2
‑
2)的两侧内壁相铰接。3.根据权利要求2所述的多节转动杆，其特征在于：第一连接件(6)为第一连接轴，第二连接件(7)为第二连接轴。4.根据权利要求3所述的多节转动杆，其特征在于：调节杆三(3)的上端为第三片状插入端(3
‑
2)，固定板(4)的底面上加工有两个竖板(4
‑
1)，第三片状插入端(3
‑
2)夹持在两个竖板(4
‑
1)之间，第三片状插入端(3
‑
2)通过第三连接轴与两个竖板(4
‑
1)相铰接。5.一种包括权利要求1、2、3或4所述的一种多节转动杆组成的单纤维拔出装置，其特征在于：包括X
‑
Y平台(9)，X
‑
Y平台(9)的底面可拆卸连接在连接面(8)上，X
‑
Y平台(9)上粘贴有单纤维测试试件(10)。6.根据权利要求5所述的单纤维拔出装置，其特征在于：单纤维测试试件(10)包括基体(10
‑
1)和单根纤维(10
‑
2)，单根纤维(10
‑
2)的一端固定在基体(10
‑
1)内，单根纤维(10
‑
2)的另一端为自由端。7.根据权利要求6所述的单纤维拔出装置，其特征在于：包括上配合组件，上配合组件包括上连接板(11)、上连接杆(12)和力传感器(13)，上连接板(11)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍彦霖，杨英姿，陈智韬，孙华阳，卢东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：