[发明专利]一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置及方法，包括环形橡胶套、探头固定座和环形应变测量装置，环形应变测量装置包括壳体、主传动轴、从传动轴、发条弹簧、刻度盘和非弹性钢丝绳，壳体固定在环形橡胶套的外侧，主传动轴设置在壳体内、且主传动轴两端分别通过轴承与壳体两侧壁活动连接，使主传动轴能在壳体内转动；发条弹簧装在主传动轴上、且其一端与主传动轴固定连接；发条弹簧另一端与非弹性钢丝绳一端固定连接，非弹性钢丝绳另一端从安装孔进入环形通道、并沿环形通道环绕一周后固定在安装孔处。本发明能在试件本身存在非均质性的情况下，准确获取试件力学加载过程中的应变量，同时试验后便于测试装置的回收再利用。

技术领域

本发明涉及一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置及方法，属于岩体力学实验技术领域。

背景技术

了解岩石和岩体的力学性能、变形和破坏规律，以及各种构筑物对岩体所引起的各种物理、力学效应，是工程设计施工参数的主要来源。为了获取岩体结构特性对岩体的力学性质的影响程度，实验室逐渐采用定量的数值量测分析与岩体力学作用机制相结合的研究思路，然而，在目前的试验过程中，都是采用胶水将声发射探头和应变片外贴在试件表面的方法，不仅在试验完成后会导致声发射探头和应变片难以取下，而且由于试件本身会存在非均质性(即非均质性会导致不同位置的应变量不同)，而应变片只能对其贴合的部位进行应变测量，最终造成实验误差较大。因此，如何能在试件本身存在非均质性的情况下，准确获取试件力学加载过程中的应变量，同时试验后便于测试装置的回收再利用是本行业亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置及方法，能在试件本身存在非均质性的情况下，准确获取试件力学加载过程中的应变量，同时试验后便于测试装置的回收再利用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置，包括环形橡胶套、探头固定座和环形应变测量装置，

所述环形橡胶套内部设有环形通道，环形橡胶套表面开设安装孔，安装孔与环形通道连通，环形橡胶套的内径略小于圆柱形试件的直径；

所述探头固定座共两个，两个探头固定座以环形橡胶套的轴线为中心对称固定在环形橡胶套两侧，所述探头固定座为带有缺口的空心圆柱形；

所述环形应变测量装置包括壳体、主传动轴、从传动轴、发条弹簧、刻度盘和非弹性钢丝绳，壳体固定在环形橡胶套的外侧、且使安装孔处于壳体内，主传动轴设置在壳体内、且主传动轴两端分别通过轴承与壳体两侧壁活动连接，使主传动轴能在壳体内转动；发条弹簧装在主传动轴上、且发条弹簧一端与主传动轴固定连接；发条弹簧另一端与非弹性钢丝绳一端固定连接，非弹性钢丝绳另一端从安装孔进入环形通道、并沿环形通道环绕一周后固定在安装孔处；从传动轴设置在壳体内、且从传动轴两端分别通过轴承与壳体两侧壁活动连接，使从传动轴能在壳体内转动；刻度盘设置在壳体外侧、且刻度盘的指针与从传动轴一端传动连接；主传动轴上装有主传动齿轮，从传动抽上装有从传动齿轮，主传动齿轮和从传动齿轮之间啮合、且从传动齿轮的周长大于主传动齿轮的周长。

进一步，所述环形橡胶套和探头固定座的材质均为弹性硬质橡胶。

进一步，所述刻度盘的环形刻度周长与从传动齿轮的周长相同。采用这种结构，能保证指针随从传动轴转动时，从传动齿轮转动位移量与指针转过刻度盘的位移量相同，从而细化了刻度盘刻度，提高了实验精度。

一种用于测量试件环向应变的声发射探头固定装置的使用方法，具体步骤为：

A、预先根据从传动齿轮与主传动齿轮的周长比，进而得出刻度盘上每个刻度对应的环形应变量；

B、选择一个圆柱形试件作为待测试件，将声发射探头固定装置的环形橡胶套装在待测试件的外圆周面，使环形橡胶套与待测试件之间为过盈配合；