[发明专利]一种用于测试CFRP/钢界面粘结性能的剪切试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于测试CFRP/钢界面粘结性能的剪切试验装置及试验方法，包括：基座、试件底座、位置校准板、拉力传感器、滑块、轨道和加载装置；试件底座高度可调的安装在基座上，试件底座用于固定安装CFRP/钢组合试件中的钢板；基座上设置有轨道，轨道上设置有滑块；拉力传感器的一端与滑块相连接，拉力传感器的另一端用于连接CFRP/钢组合试件中的CFRP板；位置校准板固定安装在基座上；位置校准板设置有通过孔，通过孔用于穿过CFRP/钢组合试件中的CFRP板；加载装置安装在基座上，加载装置用于使滑块在轨道上移动。本发明能够解决试验过程中CFRP/钢组合试件容易偏离加载轴线的问题，可使试件仅受到剪切荷载作用，提高试验精确性。

技术领域

本发明属于碳纤维复合材料加固钢结构技术领域，特别涉及一种用于测试CFRP/钢界面粘结性能的剪切试验装置及试验方法。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新型材料，具有强度高、重量轻、抗疲劳及抗腐蚀等性能，已经被广泛用于加固钢结构。通过在钢材表面外贴CFRP，可以有效提升其承载性能和耐久性能。研究发现，采用CFRP外贴加固钢构件的界面主要受到剪切应力的影响，且主要破坏模式为CFRP材料从钢材表面脱粘，表明其薄弱区域为CFRP/钢界面。

由CFRP加固钢构件的受力特点可知，界面主要受到剪切应力的影响。因此在针对CFRP/钢界面抗剪性能的研究中，如何使试件受到较为理想的剪切荷载显得尤为重要。目前，国内外学者主要采用拉伸试验机或疲劳试验机进行试验，其固定夹具的对中程度难以达到要求。

综上，亟需一种新的CFRP/钢界面剪切试验装置及试验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测试CFRP/钢界面粘结性能的剪切试验装置及试验方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明能够解决试验过程中CFRP/钢组合试件容易偏离加载轴线的问题，可使试件仅受到剪切荷载作用，提高试验精确性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种用于测试CFRP/钢界面粘结性能的剪切试验装置，包括：基座、试件底座、位置校准板、拉力传感器、滑块、轨道和加载装置；所述试件底座高度可调的安装在所述基座上，所述试件底座用于固定安装CFRP/钢组合试件中的钢板；所述基座上设置有轨道，所述轨道上设置有滑块；所述拉力传感器的一端与所述滑块相连接，所述拉力传感器的另一端用于连接CFRP/钢组合试件中的CFRP板；所述位置校准板固定安装在所述基座上；所述位置校准板设置有通过孔，所述通过孔用于穿过CFRP/钢组合试件中的CFRP板；所述加载装置安装在所述基座上，所述加载装置用于使滑块在轨道上移动；所述滑块的移动方向与CFRP/钢组合试件中CFRP板的长度方向平行。

本发明的进一步改进在于，还包括：夹板；所述夹板的一端与所述拉力传感器的自由端相连接，所述夹板的另一端用于与CFRP/钢组合试件中的CFRP板相连接。

本发明的进一步改进在于，所述加载装置为液压千斤顶；所述液压千斤顶的固定端安装在所述基座上，所述液压千斤顶的驱动端与所述滑块固定连接。

本发明的进一步改进在于，还包括：CFRP/钢组合试件；

所述CFRP/钢组合试件包括：钢板和CFRP板；

所述CFRP板通过环氧粘接层粘接在所述钢板上；

所述钢板的宽度大于所述CFRP板的宽度；

所述钢板的两长边侧沿钢板的长度方向分别设置有若干连接孔；

所述CFRP/钢组合试件中的钢板通过连接孔和紧固螺栓固定在所述试件底座上；所述CFRP/钢组合试件中的CFRP板穿过所述位置校准板设置的通过孔与所述拉力传感器相连接。