[实用新型]混凝土单轴受拉应力的应变全曲线测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及混凝土抗拉检测技术领域，具体是一种混凝土单轴受拉应力的应变全曲线测量装置。

背景技术

混凝土是一种内部不均匀的脆性材料，具有抗压强度高，抗拉强度低的特性，混凝土单轴受拉应力的应变全曲线分为上升段和下降段两部分，目前，对于普通混凝土在轴向荷载作用下的应力的应变曲线研究较多，国内外学者建立了许多模型，但对于相关试验的研究较少，其主要原因在于在一般材料试验机上进行的混凝土单轴受拉应力的应变全曲线试验中，由于试验机刚度不足，造成当应力达到最大拉应力后的曲线不能呈现，而出现这一现象的原因是混凝土试件是脆性材料，裂纹扩展直至贯通试件及其短暂，加载装置内部储存的能量瞬间释放，造成试件突然破坏，采集设备无法采集下降段数据，尤其对于高应变率的测量更加困难，为了能够得到混凝土单轴受拉应力的应变全曲线，需要一种能够精确控制加载速率，同时在混凝土达到极限拉应力时，能够瞬间吸收大部分加载装置集聚的能量的试验装置。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述问题，从而提供一种能够精确控制加载速率、同时吸收大部分加载装置集聚的能量的混凝土单轴受拉应力的应变全曲线测量装置。

本实用新型解决所述问题，采用的技术方案是：

一种混凝土单轴受拉应力的应变全曲线测量装置，包括竖向加载机构和变形测量机构；

竖向加载机构包括MTS作动器、混凝土反力架、刚性杆、底座、关节轴承、连接板、拉力传感器、加载头，MTS作动器的上端固定于混凝土反力架上，通过自反力的形式施加竖向荷载，MTS作动器的下端连接加载头，底座设置在混凝土反力架上，加载头通过刚性杆与底座相连接，加载头与底座之间通过关节轴承、拉力传感器、连接板固定有试件；

变形测量机构包括LVDT位移计、位移计支架和位移计顶杆，位移计支架固定安装在试件上，LVDT位移计、位移计顶杆分别固定安装在位移计支架上。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其突出的特点是：

①试验加载速率可控，从而可对不同应变率的影响效应进行分析，加载过程中应变率控制稳定，可达到匀速加载，采用刚性杆吸收加载装置集聚的能量，变形小，对混凝土下降段的测量影响小，装置设计合理，测量结果准确；

②采用刚性杆吸收混凝土达到极限应力时加载装置集聚的能量，受力均匀，变形小，对试件影响较小，对混凝土下降段的测量影响小；

③采用动态加载作动器，可对不同应变率状态下混凝土单轴受拉应力的应变曲线进行测量，并进行对比分析。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

加载头和底座上分别设置有关节轴承，两个关节轴承分别通过销栓与加载头和底座铰接，加载头下端的关节轴承连接拉力传感器，拉力传感器和底座上端的关节轴承分别通过连接板与试件的上端和下端连接。

刚性杆设置四根且呈对称状布置在加载头与底座之间，试验中通过四根刚性杆吸收加载装置集聚的能量，以测量得到混凝土受拉下降段曲线。

位移计支架设置两个且分别通过紧固螺栓固定安装在试件上，位移计顶杆设置四个、LVDT位移计设置两个且分别呈对称状布置在位移计支架上，位移计顶杆、LVDT位移计与位移计支架支架通过紧固螺栓固定连接，四个相同尺寸的位移计顶杆，其作用是调整两个位移计支架的相互位置，位移计支架与试件之间采用紧固螺栓进行固定，LVDT位移计分别布置在试件两侧对称位置，以减少测量带来的误差，位移计顶杆、LVDT位移计与位移计支架之间采用紧固螺栓进行固定，方便快捷。

MTS作动器为244.41S型。

销栓为阶梯型结构，安装时避免出现穿心困难的问题。

拉力传感器与试件上端的连接板之间设置有调节螺杆，调节螺杆为正反螺纹结构，调节螺杆的中间位置上设置有凹槽，以调整装置高度，消除连接装置的缝隙，使试件处于受力和非受力的临界状态。

连接板分别黏贴在试件的上端和下端，连接板与试件接触部分的尺寸与试件端面尺寸相同，试件与连接板采用黏贴的形式进行连接，这种连接方式可有效避免出现应力集中现象，减小试件尺寸，且施工简单，操作方便。

附图说明

图1 是本发明实施例主视结构示意图；

图2 是本发明实施例局部安装试件的结构示意图；

图3 是本发明实施例局部安装试件的主视结构示意图；

图4 是本发明实施例变形测量机构的结构示意图；

图5 是本发明实施例变形测量机构的主视结构示意图；