[发明专利]榫接合节点摩擦系数的测量装置及方法

权利要求书

1.一种榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：包括底板、钢丝绳、配重、试件槽、转向机构和用于连接力学试验机的试验机接口，底板的一端设有转向机构，底板的另一端设有用于容纳待测试件的试件槽，配重设于待测试件上，钢丝绳的一端连接待测试件，钢丝绳的另一端绕过转向机构连接试验机接口。

2.如权利要求1所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：转向机构包括转向座、定滑轮和固定螺栓孔，转向座设有转向槽，定滑轮的转轴两端分别连接转向槽的两侧，钢丝绳绕过定滑轮分别连接待测试件与试验机接口。

3.如权利要求2所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：转向座包括底盘和转向块，转向块设于底盘上，转向块设有转向槽，底盘设有固定螺栓孔和固定螺栓，底板设有螺孔，固定螺栓穿过固定螺栓孔及底板的螺孔与力学试验机的台面上的螺栓孔螺纹连接。

4.如权利要求3所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：底板的底部设有定位接口，定位接口与力学试验机的台面上的定位孔适配。

5.如权利要求3所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：底板设有定位槽，底盘设于定位槽内，底板采用金属板或硬木质复合板材制成。

6.如权利要求1-6任一项所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：待测试件包括待测榫头和榫孔构件，待测榫头设于榫孔构件中，榫孔构件包括榫孔上部和榫孔下部，榫孔上部的底面和榫孔下部的顶面对接共同形成榫孔，且榫孔上部和榫孔下部分别独立设置，榫孔上部设于榫孔下部上，榫孔上部连接钢丝绳，榫孔上部固定连接配重，榫孔上部不胶合被侧榫头，榫孔下部胶合被侧榫头。

7.如权利要求1-6任一项所述的榫接合节点摩擦系数的测量装置，其特征在于：待测试件采用双榫结构。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述榫接合节点摩擦系数的测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、被测试件的制备，分别加工被侧榫头和榫孔构件，并将榫孔构件从中部剖成两部分，即分别得到榫孔上部与榫孔下部，其中，榫孔上部质量为m，榫孔下部与被侧榫头进行胶合，确保在钢丝绳进行拉力加载时榫孔下部与被侧榫头不产生相对位移，而榫孔上部与被侧榫头不胶合，使榫孔上部在无压力下能够自由滑动，并在榫孔上部嵌入铆钉，用于与钢丝绳连接；

S2、通过定位接口与固定螺栓孔将权利要求1-5任一项所述榫接合节点摩擦系数的测量装置与力学试验机固定，并保证底板水平，将胶合完毕的榫孔下部放置于试件槽中，并固定，然后，将榫孔上部与榫孔下部对接组装，并将质量为M的配重放置榫孔上部上并与榫孔上部固定；将钢丝绳与榫孔上部的铆钉连接，试验机接口与试验机连接；

S3、测量前，测量出定滑轮的效率p，用于后期的摩擦系数计算；测量时，首先，设定试验机加载速度；然后，调节试验机，使钢丝绳缓慢张紧，并观察试验机读数，至钢丝绳与底板平行，且力学试验机载荷读数为零后，开始测量，榫孔上部在钢丝绳的牵引下移动，当载荷稳定后，记录下力学试验机显示的载荷值F，进入下一步骤；

S4、计算得出榫接合节点摩擦系数μ如下：

式中：F为力学试验机显示拉力；p为定滑轮的效率；M为配重质量；m为榫孔上部质量；g为重力加速度。

9.如权利要求8所述的榫接合节点摩擦系数的测量方法，其特征在于：步骤S3中，测量前，测量出定滑轮的效率p，具体为，由于力学试验机输出的载荷并非榫接合节点间的真实拉力，因此对定滑轮的效率p进行测量，将测量拉力的装置固定于试件槽并与钢丝绳连接，然后通过力学试验机进行加载，并分别读取力学试验机的拉力值F₁和测量拉力的装置所测量得到的拉力值F₂，进而计算得出定滑轮的效率p＝F₂/F₁。

10.如权利要求9所述的榫接合节点摩擦系数的测量方法，其特征在于：试验机加载速度为1-2mm/min。