[发明专利]一种测试结构接合部动态剪切性能的试验装置以及方法

权利要求书

1.一种测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：包括试件(11)的安装固定机构以及加载机构，所述试件(11)包括第二连接部件(13)以及分别位于第二连接部件(13)两端的第一连接部件(12)，所述第一连接部件(12)与第二连接部件(13)连接后形成哑铃型试件(11)；所述安装固定机构包括压紧固定所述第一连接部件(12)的安装台以及夹持在所述第二连接部件(13)表面用于保护所述第二连接部件(13)的夹具(9)，所述第二连接部件(13)与夹具(9)共同构成加载对象。

2.如权利要求1所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述安装台包括混凝土墩台(1)以及2个U型槽钢架(2)，所述U型槽钢架(2)的槽口朝下埋入混凝土墩台(1)内，2个所述U型槽钢架(2)与混凝土墩台(1)围成2个所述第一连接部件安装口，所述安装口内设有竖向限位钢板(3)与横向限位钢板(4)，所述竖向限位钢板(3)位于所述第一连接部件(12)顶面且向下将所述第一连接部件(12)压紧在混凝土墩台(1)上，所述横向限位钢板(4)位于所述第一连接部件(12)侧面且沿水平方向将所述第一连接部件(12)压紧在所述U型槽钢架(2)其中一个侧面上，所述竖向限位钢板(3)、横向限位钢板(4)上还分别垂直设有防止第一连接部件发生偏转的限位板条(23)，所述竖向限位钢板(3)上的限位板条(23)抵住所述第一连接部件(12)的远离所述第二连接部件(13)的侧面，所述横向限位钢板(4)上的限位板条(23)抵住所述第一连接部件(12)的靠近所述第二连接部件(13)的侧面。

3.如权利要求2所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述U型槽钢架(2)一侧槽边通过焊接栓钉(10)与所述混凝土墩台(1)连接为一体，所述U型槽钢架(2)另一侧槽边上安装有多个作用在所述横向限位钢板(4)上使得横向限位钢板(4)压紧第一连接部件(12)的横向限位螺杆(6)，所述U型槽钢架(2)的槽底部安装有多个作用在所述竖向限位钢板(3)上使得竖向限位钢板(3)压紧第一连接部件(12)的竖向限位螺杆(5)。

4.如权利要求2所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述夹具(9)由开口相对布置的第一U型夹头(14)与第二U型夹头(15)组装连接构成，所述夹具(9)的内轮廓与所述第二连接部件(13)的外轮廓安装吻合，所述夹具(9)的轴向尺寸稍小于所述第二连接部件(13)的轴向尺寸，所述第一U型夹头(14)正对加载机构布置，所述第二U型夹头(15)背对加载机构布置，所述第一U型夹头(14)外侧面设有饼状凸起(17)，所述加载机构通过作用在所述凸起(17)上而实现向所述第二连接部件(13)上施加载荷。

5.如权利要求4所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述加载机构包括入射杆(19)以及撞击杆(22)，所述入射杆(19)自然置于定位台上且所述入射杆(19)的轴向与加载方向重合同时与试件(11)轴向垂直，所述入射杆(19)一端与所述凸起(17)接触且所述入射杆(19)与所述凸起(17)同轴布置，所述撞击杆(22)通过撞击入射杆(19)向所述第二连接部件(13)上施加载荷。

6.如权利要求4所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述第一U型夹头(14)与第二U型夹头(15)上分别设有便于第一U型夹头(14)与第二U型夹头(15)进行螺栓(18)连接的挑耳(16)。

7.如权利要求5所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置，其特征在于：所述入射杆(19)上安装有用于记录入射应变信号与反射应变信号的应变片(20)，所述夹具(9)背面安装有与所述第二U型夹头(15)连接的用于测量试件(11)结构接合部动态剪切变形数据的位移计(21)。

8.一种基于权利要求7所述测试结构接合部动态剪切性能的试验装置的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1，通过所述应变片(20)记录的入射应变信号和反射应变信号，计算得到试件(11)结构接合部的动态剪切强度τ(t)，

τ(t)＝EA(ε_i+ε_r)/4A_s

式中，E为入射杆(19)的弹性模量，A为入射杆(19)的截面面积，ε_i为应变片(20)记录的入射应变信号，ε_r为应变片(20)记录的反射应变信号，A_s为试件(11)结构接合部单侧剪切面积；

步骤2，根据所述动态剪切强度τ(t)和动态剪切变形数据，分析获得试件(11)结构接合部的动态剪切性能。