[发明专利]一种直接拉伸试验装置的液压支撑体

说明书

技术领域

本发明涉及脆性材料的直接拉伸试验装置，尤其涉及一种该试验装置的支撑体。

背景技术

如今直接拉伸试验装置普遍应用于岩石等脆性材料的抗拉力学性质测定中，显然，试验装置对测定数据的准确性影响很大，而试样支撑体又被认为是试验装置中非常关键的部件。脆性材料由于其特殊的抗压和抗拉性质，对试验装置，尤其是对试样支撑体提出了更高的要求。在传统的试验装置中一般使用刚性套筒做支撑体，但刚性套筒有个缺陷，当试样受力达到峰值时，在破坏面以下的试样、下端帽和下部链条所受重力作用下，试样发生突然破坏，试验终止，不能有效进行峰后抗拉力学性质的测定。为了解决这一问题，中国专利申请号为200610022224.8公开了一种技术方案是将刚性套筒由支撑弹簧8替代(附件图1所示)，这样在整个拉伸试验中，均由弹簧8支撑着试样5及其它试验构件的重量，基本能完成全过程曲线的测定。然而，当刚性支撑改为弹性支撑后，将会引起新的问题。如图所示，试验开始前，必须要使弹簧发生压缩变形，然后安装弹簧及其下部构件（否则，试验开始后，弹簧将与下端帽分离，变得与刚性支撑一样，起不到有效的支撑作用）。弹簧变形提供的反力通过连接于上下夹具的传感器进入数据采集库中。试验开始后，试样发生变形，在峰值前下部链条会产生一定的伸长，弹簧的压缩变形收缩，提供的反力相应减小；峰值后下部链条的伸长减小，弹簧的压缩变形加大，提供的反力相应增加，弹簧变化的反力通过传感器进入数据采集库中。由此可见，弹性支撑体在整个试验过程中提供的反力不是一定值，这给最后处理数据时，剔除该反力减小系统误差带来了很大的困难。由于脆性材料抗拉强度低，拉伸破坏荷载小，所以由于弹簧反力产生的系统误差影响也显得很严重，尤其在峰后测试中更加明显。所以，这种弹性支撑体严重影响了试验数据的精度。此外，这种弹簧支撑件还会带来以下一些新问题：1)试样在端部破坏。理论上试样应该在中间部位发生破坏，但是，从拉伸试验的整个过程来看，在拉伸过程中，弹簧及链条会产生左右晃动而影响试验数据，尤其在峰值应力附近及其峰后试验中变的更加突出，造成试样在端部发生破坏，没有真正反映出脆性材料在拉伸全过程中的力学性质；2)适应性差。对于直接拉伸试验的试样尺寸，规范没有做相应的规定，所以试样的体积、重量、抗拉强度等会相差很大，因此对支撑体的支撑力也有不同的要求，如小体积容易拉断的试样，就不宜用倔强系数过大的弹簧，否则与刚性支撑体无两样，反之，大体积不容易拉断的试样，也不宜用倔强系数过小的弹簧，否则弹簧就失去作用了。因此要根据不同试验准备很多弹簧，在连续对不同试样做拉伸试验时，还要不断更换弹簧，增加了操作的复杂性；3)安装程序复杂。如附件图1所示，从试验过程来看，在一次试验结束后进行下一次试验时，要取掉上下插销，更换试件，然后安装上下插销。从图中可以看出，下接头、下插销及链条都被弹簧所包裹，而弹簧内部空间狭窄，两环之间的距离也很小，给下部构件的安装带来很多不便；4)弹簧在长期的使用中，会发生变形及老化，影响其性能的正常发挥。基于以上原因，有必要寻求一种克服弹簧这些缺陷的拉伸试验装置的支撑体，将这种不利影响剔除。

发明内容