本发明专利技术提供一种圆形结构面环向剪切部件及环向剪切试验装置，环向剪切部件为活动可拆卸的，包括由同轴心的自内而外环向设置的传动底盘、旋转底盘以及固定底盘组成的底盘；传动底盘设有传动轴连接孔，传动底盘固定在旋转底盘上，旋转底盘设置在固定底盘上并能相对于固定底盘旋转；还包括，以传动底盘作为内部限位部件与第一活动元件安装固定在旋转底盘上组成的第一剪切盒；以及紧贴第一剪切盒外周由第二活动元件安装在固定底盘上组成的第二剪切盒；在外部传动电机的驱动下，第一剪切盒能相对于第二剪切盒旋转，产生环向剪切。本发明专利技术能应用于圆形结构面环向剪切力学响应试验，其剪切盒的形状灵活性大，能适用于不同尺寸的待测试样。试样。试样。
【技术实现步骤摘要】
圆形结构面环向剪切部件及环向剪切试验装置
[0001]本专利技术涉及环向剪切试验装置
，涉及一种环向剪切部件及环向剪切试验装置，具体涉及一种圆形结构面环向剪切部件及环向剪切试验装置，尤其涉及一种适用于不同工程基体圆形接触界面剪切特性试验的剪切面为圆形结构面、剪切方向为接触界面环向的环向剪切部件及环向剪切试验装置。
技术介绍
[0002]在科学技术迅猛发展的今天，无论是从宏观角度还是从微观角度来看，界面问题都已经变得无处不在，已成为科研和工程技术人员必须逾越的技术难题之一。从宏观角度，各类材料及材料的结合部，如管道与土体的接触界面、桩基与土体的接触界面、各类柱结构与其他材料的接触界面、薄膜涂层材料的涂层界面、传动零部件之间的机械作用界面、功能器件与承载构件的结合界面、复合材料层合板的层间等，对材料或结构整体的承载能力、效率、使用寿命、可靠性等有十分重要的影响；从微观角度，纤维与基体材料等的界面、晶粒界面、颗粒增强体与基体的界面、介在物与基体的界面等的力学行为，对先进材料的性能设计与开发及其结构寿命的精确评价等具有重要意义。
[0003]由于材料接触面相对于材料基体来说属于薄弱结构层，所以绝大多数部件的损伤与破坏发生或起源于界面，传动系统中的能量损耗也主要是由于界面处的摩擦引起。随着科学技术的迅猛发展，各类功能材料、复合材料等先进材料的工业应用范围不断扩大，不同基体间接触界面的力学特性，越来越受到人们的关注和重视。针对材料界面的宏观剪切力学特性，国内外学者已专利技术了很多剪切方法和试验装置，但这些剪切试验装置，多数是为了简化材料模型，将材料界面视为平面结构进行直接剪切。
[0004]如：专利文献CN110044726A公开一种适用于土岩接触面环剪仪试验系统，可模拟土质滑体沿结构面在岩质滑床发生的渐进性破坏行为，包括上剪切盒和下剪切盒，旋转平台可拆卸连接下剪切盒，上剪切盒内设有孔隙水压力传感器。其公开的时剪切部件及环剪仪，其能实现的并不是沿着材料的圆形结构面的环向剪切，而是上、下剪切盒的水平接触面的剪切，实际上还是一种平面结构的直接剪切。专利文献CN110987660A公开一种环剪试验装置，其公开的剪切部件包括第一剪切盒、第二剪切盒，剪切时第一剪切盒固定不动、第二剪切盒转动，在环形旋转剪切土样中，水平面的剪切变形随半径变化，可模拟不同荷载及变形情况下的接触面强度关系，可以同时得到剪切位移
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剪切应力关系以及剪切位移
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法向位移关系。其也不能实现圆形结构面的环向剪切。
[0005]而在实际工程中，如管道、桩、柱等结构与其他材料的接触界面通常为圆形结构面；在部分对于圆形结构面的研究中，由于加载方式的约束，主要针对圆形结构面的纵向剪切力学特性进行研究，而材料圆形结构面在实际工程中往往受到纵向和环向的双重影响，仅从纵向角度难以反映界面的真实力学特性。因此，针对圆形结构面环向剪切特性研发新的试验装置及试验方法具有重要工程意义。因此，亟待研发一种适用于剪切面为圆形结构面、剪切方向为接触界面环向的环向剪切部件及环向剪切试验装置。
技术实现思路
[0006]针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种圆形结构面环向剪切部件及环向剪切试验装置，其应用于圆形结构面环向剪切力学响应试验，以适应圆形结构面环向剪切的模拟研究。该环向剪切部件的形状具有较大灵活性，能够准确获得材料的力学参数和材料界面粘结滑移性能力学参数，有助于管道、桩基、柱等圆形结构面的环向剪切力学机理的研究。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]首先，本专利技术提供一种圆形结构面环向剪切部件，所述环向剪切部件为活动可拆卸的环向剪切部件，包括底盘，所述底盘主要由同轴心的自内而外环向设置的传动底盘、旋转底盘以及固定底盘组成；
[0009]传动底盘的轴心位置设有传动轴连接孔，用于设置传动轴并与外部驱动机构连接；传动底盘固定在旋转底盘上，旋转底盘设置在固定底盘上并能相对于固定底盘旋转；
[0010]旋转底盘与固定底盘的上端面处于同一水平面，传动底盘的上端面高出旋转底盘与固定底盘的上端面预设距离；
[0011]还包括，以传动底盘作为内部限位部件与第一活动元件安装固定在旋转底盘上组成的第一剪切盒；以及，紧贴第一剪切盒外周，由第二活动元件安装在固定底盘上组成的第二剪切盒；第一剪切盒具有第一容纳槽，第二剪切盒具有第二容纳槽，第二容纳槽的槽口与所述第一容纳槽的槽口连通以形成容纳待测试样的容纳腔；
[0012]在外部传动电机的驱动下，第一剪切盒能相对于第二剪切盒旋转，产生环向剪切。具体在工作时，旋转底盘作为第一剪切盒的底部部件，传动底盘在外部驱动机构的带动下转动同时带动旋转底盘转动，第二剪切盒固定不动，使得第一剪切盒相对于第二剪切盒旋转，盒内的试样产生环向剪切。
[0013]在其中一种方案中，所述活动可拆卸的环向剪切部件为扇环形试样剪切部件，适用于扇环形剪切试样；
[0014]组成所述第一剪切盒的第一活动元件包括两个第一固定挡块和扇环形的第一固定顶板；传动底盘作为内部限位部件，两个的第一固定挡块间隔设置作为两侧限位部件，第一固定顶板作为上部限位部件，第一固定顶板与间隔设置的两个第一固定挡块固定连接并固定安装在旋转底盘上，在旋转底盘上组成第一剪切盒，形成扇环形的第一容纳槽；
[0015]组成所述第二剪切盒的第二活动元件包括两个第二固定挡块、和第二固定顶板，两个第二固定挡块间隔设置作为两侧限位部件固定在固定底盘上，第二固定顶板作为上部限位部件紧贴第一固定顶板设置并与间隔设置的两个第二固定挡块固定连接并固定安装在固定底盘上，在固定底盘上组成第二剪切盒，形成扇环形的第二容纳槽；第二容纳槽的槽口与所述第一容纳槽的槽口连通以形成容纳待测试样的扇环形的容纳腔。
[0016]进一步的，
[0017]所述第一剪切盒、第二剪切盒的数量为至少一个，当第一剪切盒及对应的第二剪切盒的个数为多个时，旋转底盘上固定安装有多组由两个间隔设置的第一固定挡块与第一固定顶板组成的第一剪切盒，固定底盘上对应固定安装有多组由两个间隔设置的第二固定挡块与第二固定顶板形成的第二剪切盒，设置的多个第一剪切盒及对应的第二剪切盒形成多个容纳腔，能实现对多个扇环形试样的环向剪切。
[0018]进一步的，
[0019]组成第一剪切盒的第一固定挡块、第一固定顶板，与组成第二剪切盒的第二固定挡块、第二固定顶板的厚度、半径、对应圆心角大小、位置根据待剪切试样的厚度、半径、对应圆心角大小、位置来进行调整，以适应不同厚度、半径、圆心角大小、位置的试样。
[0020]进一步的，
[0021]同一侧限位的第一固定挡块、第二固定挡块处于同一半径方向上且挡块的内外侧端面及上端面齐平；所述第一固定顶板覆盖设置在间隔设置的两个第一固定挡块上；第二固定顶板覆盖设置在间隔设置的两个第二固定挡块上，以形成规整的盒体。
[0022]在另一种方案中，所述活动可拆卸的环向剪切本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种圆形结构面环向剪切部件，其特征在于，所述环向剪切部件为活动可拆卸的环向剪切部件，包括底盘，所述底盘主要由同轴心的自内而外环向设置的传动底盘、旋转底盘以及固定底盘组成；传动底盘的轴心位置设有传动轴连接孔，用于设置传动轴并与外部驱动机构连接；传动底盘固定在旋转底盘上，旋转底盘设置在固定底盘上并能相对于固定底盘旋转；旋转底盘与固定底盘的上端面处于同一水平面，传动底盘的上端面高出旋转底盘与固定底盘的上端面预设距离；还包括，以传动底盘作为内部限位部件与第一活动元件安装固定在旋转底盘上组成的第一剪切盒；以及，紧贴第一剪切盒外周，由第二活动元件安装在固定底盘上组成的第二剪切盒；第一剪切盒具有第一容纳槽，第二剪切盒具有第二容纳槽，第二容纳槽的槽口与所述第一容纳槽的槽口连通以形成容纳待测试样的容纳腔；在外部传动电机的驱动下，第一剪切盒能相对于第二剪切盒旋转，产生环向剪切，具体地，以旋转底盘作为第一剪切盒的底部部件，传动底盘在外部驱动机构的带动下转动同时带动旋转底盘转动，第二剪切盒固定不动，使得第一剪切盒相对于第二剪切盒旋转，盒内的试样产生环向剪切。2.根据权利要求1所述的圆形结构面环向剪切部件，其特征在于，所述活动可拆卸的环向剪切部件为扇环形试样剪切部件，适用于扇环形剪切试样；组成所述第一剪切盒的第一活动元件包括两个第一固定挡块和扇环形的第一固定顶板；传动底盘作为内部限位部件，两个的第一固定挡块间隔设置作为两侧限位部件，第一固定顶板作为上部限位部件，第一固定顶板与间隔设置的两个第一固定挡块固定连接并固定安装在旋转底盘上，在旋转底盘上组成第一剪切盒，形成扇环形的第一容纳槽；组成所述第二剪切盒的第二活动元件包括两个第二固定挡块、和第二固定顶板，两个第二固定挡块间隔设置作为两侧限位部件固定在固定底盘上，第二固定顶板作为上部限位部件紧贴第一固定顶板设置并与间隔设置的两个第二固定挡块固定连接并固定安装在固定底盘上，在固定底盘上组成第二剪切盒，形成扇环形的第二容纳槽，第二剪切盒通过固定底盘固定在底板上；第二容纳槽的槽口与所述第一容纳槽的槽口连通以形成容纳待测试样的扇环形的容纳腔。3.根据权利要求2所述的圆形结构面环向剪切部件，其特征在于，所述第一剪切盒、第二剪切盒的数量为至少一个，当第一剪切盒及对应的第二剪切盒的个数为多个时，旋转底盘上固定安装有多组由两个间隔设置的第一固定挡块与第一固定顶板组成的第一剪切盒，固定底盘上对应固定安装有多组由两个间隔设置的第二固定挡块与第二固定顶板形成的第二剪切盒，设置的多个第一剪切盒及对应的第二剪切盒形成多...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭梓洋，李斌，王印，杜雪明，王念念，翟科杰，杜明瑞，孙明明，
申请(专利权)人：郑州安源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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