專利名稱：一種結構用木材彎曲強度檢測設備與方法
技術領域：
本發明涉及木材力學性能檢測技術領域，涉及ー種結構用木材彎曲強度檢測方法；本發明還提供上述檢測方法使用的ー種可移動式結構用木材彎曲強度的檢測設備。
背景技術：
隨著國民經濟的發展和生活水平的提高，人們更加注重居住環境的舒適性和建筑物功能的齊全性，對木結構建筑的需求也逐年增加，從而加快了我國木結構建筑的發展。結構用木材是隨著建筑業對承載構件的需求而發展起來的，與普通木材相比，結構用木材在產品的物理力學性能及生產エ藝方面存在著較大差異，最重要的是用于建筑的結構用木材要有工程設計值。結構用木材主要可作為體育館、音樂廳、廠房、住宅等建筑物的木結構梁柱、エ字梁、彎曲梁、桁架等承載構件，這樣的用途要求每個鋸材單元即結構用木材具有較高的力學性能指標，從而保證結構用木材整體的力學性能指標。木材強度檢測是一種破壞性測試方法。通過采用機械方法施加變化載荷，對被測鋸材進行壓斷破壞試驗，測得鋸材斷裂前的最大載荷和測試點的最大位移，由計算機系統算出木材的彎曲強度。通過檢測木材的彎曲強度，可以優選出不同強度等級的木材，用于木結構建筑設計和結構用木材制造，達到適才適用，優材優用。現有技術中的液壓力學試驗機如圖I、2所示，試件O設置在兩個支座A上，在試件的上面施加力B，在試件下面設置測量變形的千分表C。傳統的液壓力學試驗機，因其機械結構所限，不能測試大規格鋸材，測試的試件長度尺寸一般在IOOOmm以內，而對于上述結構用木材，例如木結構梁柱，通常試件的長度都在IOOOmm以上，可達到6000mm及以上。另夕卜，現有技術中的試驗機結構龐大、功能単一，一般只能夠對于試件進行単一施力點的強度測試，如果要進行兩個施力點的強度測試，需要使用不同的試驗機，現有技術中尚沒有兩個施力點的強度試驗機，若要進行兩施力點強度測試，就需對于現有試驗機進行改造，非常麻煩，這樣，就不能滿足結構梁柱兩個施力點的測試需求。再有，傳動液壓力學試驗機施カ控制精度不高，無法現場使用，不能適用于快速檢測不同規格尺寸結構用木材彎曲強度的要求。
發明內容
本發明的目的是改進現有技術的不足，提供一種能夠方便準確測量結構用木材彎曲強度性能的檢測設備。本發明的另ー個目的在于提供使用上述設備做結構用木材彎曲強度檢測的檢測方法。本發明的目的是這樣實現的
本發明提供的結構用木材彎曲強度的檢測設備，包括一機座，在該機座上的長度方向上設置滑軌，在滑軌上滑動地設置兩個移動支架，在每個該移動支架上設置ー支撐檢測試件的構件稱為彎曲支座，在所述機座上設置ー施力裝置，該施カ裝置包括一液壓缸裝置，其設置在所述機座上，與一液壓泵通過液壓回路連接，在該液壓回路上設置調節閥，用于調節該液壓缸裝置中的豎直運動或水平方向運動的運動件的運動；該施力裝置還包括一施力橫梁和ー個或ー個以上施力架，在所述機座上設置ー垂直設置或水平設置的立柱，所述施カ橫梁可垂直或水平移動地設置在該立柱上，所述施カ架可沿該施カ橫梁移動地設置在所述施力橫梁上，該施カ橫梁設置在所述液壓缸裝置上的所述運動件上，從而可隨該豎直或水平方向運動的所述運動件沿所述立柱移動，對于設置在所述移動支架上的試件施加豎直方向或水平方向的作用力；本檢測設備還包括數據采集裝置，其包括在該液壓缸裝置上的所述運動件上設置的測 カ傳感器，以獲得所述施カ裝置中的施力架上的施力頭對試件施加力的數值，還包括一位移傳感器，其設置在所述試件上以獲取試件斷裂時的最大變形量。本檢測設備還包括數據處理系統，所述數據處理系統與所述測カ傳感器、位移傳感器通過信號線連接，從而獲得施力數據和試件破壞時所測位置的變形數據，通過數據處理系統獲得強度值。所述調節閥可以是手動調節閥。所述施カ架的結構可以是在所述施カ橫梁的垂直于所述長度方向的橫向兩側分別設置ー支臂，一施力輥的兩端固設在兩個所述支臂上構成所述施カ頭。所述施カ輥的四周側面包覆平板圍板，使得與檢測試件的接觸面為平面；或者，所述施カ輥的施力側面為平面形狀。所述彎曲支座的結構可以是包括ー個在平行于所述施力頭的施力方向上相對設置在所述移動支架上的支撐桿和一個與該支撐桿對應且設置在該移動支架上的夾具，其中之一在施力方向上可按一定間距調節地設置在所述移動支架上，另ー固定在所述移動支架上，固定在所述移動支架上的部件與所述移動支架之間由軸承座定位。更具體的，該夾具包括ー個夾具軸，該夾具軸的兩端支撐在所述移動支架上，在該夾具軸上可轉動地設置與所述試件接觸的支撐夾具，即支撐輥，該支撐輥與所述支撐桿相對應；所述夾具與試件接觸部分為平面。所述機座的具體結構可以是該機座設置在兩個支撐底座上固定，在該支撐底座的下端設置腳輪軸支架，在該腳輪軸支架上設置腳輪軸，在該腳輪軸上設置腳輪。在該支撐底座上設置防震墊鐵，所述防震墊鐵可上下移動地，例如通過螺旋傳動機構連接在支撐底座上，通過螺旋運動可實現防震墊鐵上下移動，當在現場進行測試時，將可移動的防震墊鐵放下，支撐基礎地面，使得本檢測設備穩定，當檢測完畢移動本檢測設備時，將該防震墊鐵收回，使腳輪著地，便于移動。在所述液壓缸裝置中的所述運動件上，例如活塞桿的伸出段可以設置ー過渡板，使得所述施カ橫梁置于所述過渡板上。在所述機座上兩個彎曲支座的外側還可以分別設置ー輔助支架，兩個所述輔助支架位于所述移動支架的外側，用于對試件，尤其是較長的試件進行導向。所述數據采集裝置中還可以包括有溫濕度傳感器，其測頭設置在所述試件上，和/或設置在試件附近。該溫濕度傳感器通過信號線連接與所述數據處理系統連接。該溫濕度傳感器用于測量環境的溫濕度和/或試件的溫度及含水率。所述溫濕度傳感器的使用，對數據處理提供輔助依據，保證測試結果更加準確。使用上述設備對于結構用木材進行彎曲強度檢測的方法是步驟I:根據被測結構用木材試件的長度調整兩個移動支架之間的距離到設定值；步驟2 :將所述試件放置在所述移動支架上設置的支撐桿上，所述試件ー側要與移動支架內側面平行或接觸；然后再將所述位移傳感器的探頭端部與所述試件的相應表面接觸；啟動所述液壓缸裝置，使得液壓缸裝置工作，對試件在上下兩個方向上施力，或者對試件在水平方向從試件的兩個側面之一施力，直到使得所述液壓缸裝置的所述運動件連接的施力架上的所述施カ頭抵在所述試件上，繼續運動，直到所述試件的支撐部位的相應表面與所述彎曲支座的支撐結構接觸；之前位移傳感器和測カ傳感器的數據都歸零，此后才開始計算施力大小和木材的變形量；
步驟3 :啟動液壓缸裝置，通過控制所述液壓回路上的所述調節閥使得該運動件移動使試件彎曲變形直至斷裂，測カ傳感器和位移傳感器獲取施力值和試件的變形數據，直至獲得最大載荷值和最大變形量。在所述液壓缸裝置中的調節閥為手動閥，所述檢測方法中，啟動液壓缸裝置通過推拉該手動閥上的推拉手柄實現。
在步驟2中,可以將ー U型夾安裝在所述兩個施力點中間或者安裝在單個施力點位置上，該U型夾相對于所述施力點，對應地設置在試件的另ー側，調節設置在該U型夾側壁上的螺釘或該螺釘上的螺母，使所述U型夾與待測試件固連在一起，然后再將所述位移傳感器的探頭端部與所述U型夾的底面的外表面接觸。為了使得檢測更加準確，當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上試件厚度的14倍到18倍，采用單點加載，即使用一個施カ架；當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上木材厚度的18倍以上，采用兩點加載，即可使用兩個施力架，這里在結構用集成材標準中也有相應的計算公式，并且兩個施力點之間的間距為木材厚度的4倍。本發明提供的結構用木材彎曲強度檢測的檢測設備能夠在一臺設備上實現單施力點和雙施力點兩種不同的測試方法，通過移動支架在所述滑軌上滑動和施力橫梁沿所述立柱的可移動的結構，可以對于長度不同的試件進行檢測，當木材長度變化時，可以快速調整兩個移動支架的相對間距以及施力架的位置，從而適應測試要求。特殊的施カ架即其中的支臂和施力輥可以適應寬度不同試件的測試；該設備結構簡單、成本低廉、操作方便、性能穩定，夾持木材更加方便，液壓缸裝置可實現快速夾持。本發明提供的木材支撐點在上面，施力點在下面的檢測方法，減小了測量誤差。采用手動液壓泵，可以根據測試者的要求，對施加的載荷進行控制。推壓手柄時，液壓缸每次排油量僅f2mL，操作者可同時觀察液壓裝置中液壓管路上設置的液壓表的表盤，隨時調節施加壓カ的大小，可控制性好，施加力精度也比較高，并且設備的使用適應性強，易操作，并且也不必調節設備的任何部位。增加溫濕度傳感器，對于環境以及試件含水率影響的測試，將環境以及試件的溫度、含水率，作為輔助環境參數，供參考，亦可對測量結果進行修正。試件受力變形時，試件與設置在彎曲支座上的支撐輥之間會有滑動的趨勢，在所述夾具軸上可轉動地設置與所述試件接觸的支撐輥，可以隨著試件本身變形而轉動變化，有效避免了試件表面與支撐輥之間的相對滑動，提高了測量結果的準確性。與傳統的液壓力學試驗機相比，帶有可移動式結構的結構用木材彎曲強度檢測設備可以測試大規格鋸材，使用本發明提供的可移動式結構用木材彎曲強度檢測設備可以測試的試件長度在1000_到6000_。其結構緊湊、功能全面、使用靈活、實用性強,可實現結構用木材彎曲強度的檢測方法和步驟。本檢測設備采用高壓液壓源。現有檢測設備使用液壓裝置的壓カ是8 12MPa，本發明使用的壓カ范圍是8 16MPa，手動液壓泵可實現較為精確的加載。作為這樣的液壓裝置的動カ源，實現手動精確加載，可方便快速地檢測木材的彎曲強度。測カ系統采用測カ傳感器進行數據測試和采集，性能穩定、重復性好。本檢測設備克服了傳統液壓力學試驗機的結構龐大、功能単一、測試空間有限、控制精度不高、無法現場使用等不利因素，特別適用于快速檢測不同規格尺寸的鋸材即結構用木材的強度。
本發明提供的結構用木材彎曲強度的檢測設備和檢測方法能夠方便準確測量長度各異以及超長的結構用木材試件的彎曲強度，測量精度高、測量方法簡便易行，可以有效避免由于鋸材試件尺寸、安裝位置、安裝方向和環境溫濕度等因素發生變化造成的測量誤差。為現場快速檢測不同規格尺寸結構用木材彎曲強度提供保證。本發明提供的結構用木材彎曲強度的檢測設備可以對試件在上下兩個方向上施力，尤其是從下向上施力，能夠使得測カ精度提高；本設備也可以對試件在水平方向從試件的兩個側面之一施力，這樣的施力方式可以使得測試不受試件重量的影響，得到精確的檢測結果。下面通過附圖和實施例對本發明作進ー步說明。
圖I為單點加載彎曲強度試驗示意圖。圖2為兩點加載彎曲強度試驗示意圖。圖3是本發明提供的結構用木材彎曲強度性能的檢測方法的原理圖。圖4是本發明提供的結構用木材檢測彎曲強度設備結構示意圖。圖5是圖4的A-A剖視結構示意圖。圖6是圖4的B-B剖視結構示意圖。圖7為圖4的C-C剖視結構示意圖。圖8為顯示試件O在支撐點與夾具20接觸和在施力點與施力架上的施カ輥32接觸處的結構示意圖。圖9為施カ輥和夾具的外面包覆圍板的結構示意圖。圖10為在檢測試件彎曲強度是在試件的施力點上設置的U型夾的主視結構示意圖。圖11為圖10所示U型夾的左視結構示意圖。圖12為圖10所示的U型夾的俯視結構示意圖。圖13為本檢測設備中液壓裝置的結構示意圖。
具體實施例方式如圖3所示是本發明提供的結構用木材彎曲強度檢測方法的ー個原理圖，即試件O支撐在兩個支座A上，施力裝置的兩個施力架3由下方向上施加力，將在下的測カ傳感器B和在上的位移傳感器C的數據傳到數據處理器D上，就可以得到所需要的測試結果，還可以設置溫濕度傳感器F，也傳到數據處理器D上，可以對于測試的結果進行修正。
如圖4、圖5、圖6、圖7和圖8為本發明提供的結構用木材彎曲強度的檢測設備的結構示意圖，本檢測設備包括一機座9，在該機座9上在一個長度方向上平行地設置兩根滑軌91，該兩根滑軌91分別都在中間斷開ー間距，便于安裝液壓裝置。本檢測設備還包括移動支架2，在所述間距兩邊平行的兩對滑軌91上分別可滑動地設置一移動支架2，移動支架2的下端通過滑塊10設置在所述機座9上設有的所述直線導軌91中。在該移動支架2上設置彎曲支座8，所述彎曲支座8具體的結構可以是包括一個可按一定間距豎直調整地設置在所述移動支架2的桿段上的支撐桿19和一個與該支撐桿19上下對應且設置在該移動支架2上的夾具20。更具體的，該夾具20包括ー個夾具軸，該夾具軸的兩端支撐在所述彎曲支座8上，在該夾具軸和移動支架2之間由軸承固定，在該夾具軸上可轉動地設置與所述試件接觸的支撐輥21與所述支撐桿19相對應。根據結構用木材試件的長度方便地沿所述滑軌91調整移動支架2，從而保證兩個彎曲支座8之間的距離。在該兩根滑軌91之間的間距處的機座9上設置施力裝置，該施カ裝置包括ー液壓缸裝置13a，其設置在所述機座9上，與一液壓泵12通過液壓回路連接，如圖4和圖13所示，在該液壓回路上設置調節閥13b，用于調節該液壓缸裝置中的豎直運動件的運動，調節閩上設直手動手柄12a，如圖13所不。如圖4、圖6、圖7和圖8所不,該施力裝置還包括一施力橫梁7和一個或一個以上施力架3，圖4中顯示設置兩個施力架3。在所述機座9上設置立柱5，所述施カ橫梁7可上下移動地設置在該立柱5上，所述施カ架3可橫向移動地設置在所述施カ橫梁7上， 該施力橫梁7設置在所述液壓缸裝置上的豎直運動件上，從而隨該豎直運動件沿所述立柱5上下移動，對于設置在所述彎曲支座8上的試件O施加作用力；本檢測設備還包括數據采集裝置，其包括在該液壓缸裝置13a上的豎直運動件上設置的ー測カ傳感器11，還包括在所述立柱上設置的一位移傳感器4。另外，還包括溫濕度傳感器F。本檢測設備還包括數據處理系統14，所述數據處理系統14與數據采集系統即所述測カ傳感器11和位移傳感器4或者還包括溫濕度傳感器F通過信號線連接，即在所述位移傳感器上設置信息傳輸裝置，該信息傳輸裝置連接到外設接收裝置即數據處理系統14上，從而獲得施力數據和試件破壞時所測位置的變形數據，通過數據處理系統獲得強度值。所述位移傳感器4設置在所述立柱5上，如圖4所示。位移傳感器4的測頭則設置在試件的與受力點上下相對的試件表面上。所述調節閥可以是手動調節閥13b，其上設有調節手柄12a，如圖13所示。所述施カ架3的結構如圖7所示，可以是在所述施カ橫梁7的橫向兩側分別設置ー支臂31，一施カ輥32的兩端固設在兩個所述支臂31上，
該施カ輥32與所述施カ橫梁7垂直且與設置在所述彎曲支座8上的試件O的下表面平行。由此實現從試件的下方施加作用力測試試件的彎曲強度。 所述施カ輥32的四周包覆平板圍板32a，使得與檢測試件的接觸面為平面，如圖9所示。或者，也可以使得所述施カ輥的施力側面為平面形狀。所述支撐輥21的結構也可以與施カ輥相同地，四周包覆平板圍板21a，使得與檢測試件的接觸面為平面，如圖9所示；或者，使得支撐輥21的與試件接觸面為平面形狀。施カ輥32和夾具支撐輥21四周圍設四塊鐵板，可以保證有足夠大的面積和被測木材接觸。
如圖4和圖6所示，所述機座9的具體結構可以是該機座9設置在兩個支撐底座15上固定，在該支撐底座15的下端設置腳輪軸支架，在該腳輪軸支架上設置腳輪軸，在該腳輪軸上設置腳輪17，在支撐底座15上還可以設置防震墊鐵16。防震墊鐵16通過螺紋連接在支撐底座15上，其具有可上下伸縮機構，例如液壓機構、螺旋機構等。當在現場進行測試時，將可伸縮的防震墊鐵16放下，支撐基礎地面，使得本檢測設備穩定，當檢測完畢移動本檢測設備時，將該防震墊鐵16收回，使腳輪17著地，便于移動。在液壓缸裝置中的運動件，例如活塞桿的伸出段可以設置一過渡板6，使得所述橫梁7置于所述過渡板6上。
在所述機座9上彎曲支座2的外側還可以分別設置ー輔助支架I，所述輔助支架I位于所述機座的ー側，也可以設置兩個輔助支架I (見圖4)，位于兩個彎曲支座2的外側，用于在ー側或兩側對于試件(尤其是較長的試件)進行導向。本檢測設備上還包括有溫濕度傳感器18，如圖5所示。該溫濕度傳感器18用于測量環境的溫濕度和/或試件的溫度及含水率。使用上述設備對于結構用木材進行彎曲強度檢測的方法是
步驟I :根據被測結構用木材試件的長度調整兩個移動支架2之間的距離到設定
值；
步驟2 :將所述試件放置在所述移動支架2上設置的支撐桿19上，所述試件一側要與移動支架內側面平行或接觸；具體的，將被測結構用木材放置在所述支撐桿19上，并保證木材一側要與移動支架內側面平行或接觸；將一 U型夾40 (如圖10、11和12所示)安裝在所沭拭#游兩個施力點中U的位置上,該U型夾相對于所述施力件上下對應地設置在試件的另ー側，調節垂直設置在該U型夾側壁401 }1飽緊定螺釘41，使所述U型夾40與待測試件O固連在一起，然后再將所述位移傳感器的探頭端部與所述U型夾40的底面402的表面接觸；啟動液壓缸裝置，使得液壓缸裝置工作，被測結構用木材被施カ輥32慢慢頂起，直到所述結構用木材上表面接觸到夾具20下表面為止。此時位移傳感器4和測カ傳感器11的數據都歸零，之后才開始計算施力大小和木材的變形量；
步驟3 :推拉手動液壓泵手柄12a，液壓缸裝置繼續工作，所述試件繼續受力彎曲變形；推拉手柄繼續驅動液壓缸裝置，通過控制所述液壓回路上的所述調節閥使得該豎直運動件向上移動，使試件彎曲變形直至斷裂，測カ傳感器和位移傳感器獲取施力值和試件的變形數據，直至獲得最大載荷值和最大變形量。采用手動液壓泵，推壓手柄時，液壓缸每次排油量僅f2mL。所述液壓裝置的壓カ范圍是8 16MPa。當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上試件厚度的14倍或14-18倍，可采用單點加載，即使用一個施カ架，如圖I ;當結構用木材的長度為抗彎受力方向上木材厚度的18倍或以上，可采用兩點加載，即使用兩個施力架并且間距為木材厚度的4倍，如圖2和圖4所示。將被測結構用木材試件O放在支撐桿19上，位移傳感器4的探頭端部與支撐架支撐部位保持在ー個水平面上，置于U型夾上40手動調節施力架3的位置，當被頂起的試件接觸到支撐部位時，位移傳感器4的探頭也正好與木材表面接觸。繼續手動調節液壓泵12，這時試件會因受カ出現彎曲變形，試件變形力的大小通過液壓泵12由測カ傳感器11記錄，載荷測試方向由下至上。同時，試件彎曲變形的位移量通過位移傳感器4記錄。再控制液壓泵12對木材施加力，直到木材斷裂，測カ傳感器11和位移傳感器4分別記錄最大載荷值和最大變形量。溫濕度傳感器18記錄環境的溫濕度，以保證測試數據的準確性。本發明提供的檢測設備，通過將施力頭設置在橫梁上，可以在橫梁上設置ー個施カ頭、兩個施カ頭，甚至于可以設置更多的施カ頭，因此，既可采用單點施力彎曲檢測，即三點彎曲(單點加載)檢測，也可以采用四點彎曲(兩點加載)檢測，實現了測試領域寬廣，保證了被測鋸材尺寸范圍更加靈活多祥。施力點的位置可以任意變化，使用起來非常方便。其中采用四點彎曲(兩點加載)檢測時，可實現兩種試驗方法。一種為加載點與支撐點之間為非等距狀態，支撐點與相鄰加載點間距為7倍的試件厚度，兩個加載點間距為4倍的試件厚度。此種方法主要用于測試集成材的彎曲強度。另ー種為兩個加載點與兩個支撐點之間為等距狀態。上述檢測中，位移傳感器可以是始終置于兩個支撐點即兩個移動支架之間試件的 中點上。具體的檢測方法可以是
讓被測的結構用木材即試件自然地放置在支撐桿19上，在被測結構用木材的兩個施力點中間位置安裝上U型夾40，并調節緊定螺釘41固定好；手動控制手柄12a，調節液壓泵每次排油量I. 5ml，壓カ的大小到12MPa，給被測試件施加載荷，不斷加載后，被測結構用木材被施カ輥32慢慢頂起，直到所述結構用木材上表面接觸到夾具20下表面為止。上下調節位移傳感器4，使其探頭端部接觸U型夾上表面。繼續施加載荷,直到所述的結構用木材被破壞，通過測カ傳感器測得相應的施加載荷，再將所測得的數據傳輸到計算機系統，算出該試件的抗彎彈性模量，并將該計算結果輸出。首先根據被測結構用木材的長度調整兩個移動支架2之間的距離，當結構用木材的兩個移動支架之間的長度為抗彎受カ方向上木材厚度的14倍到18倍，采用單點加載，即使用一個施カ架，如圖I ;當結構用木材的兩個移動支架之間的長度為抗彎受カ方向上木材厚度的18倍以上，采用兩點加載，即使用兩個施力架并且間距為木材厚度的4倍，如圖2。將試件放在支撐桿19上，所述試件一側要與移動支架內側面平行或接觸；位移傳感器4的探頭端部與彎曲支座的支撐部位保持在ー個水平面上，手動調節液壓泵12即調節施力架3的位置，調節手柄，液壓缸裝置工作，當被頂起的木材接觸到支撐部位吋，再上下調節位移傳感器4的探頭，使得位移傳感器的探頭正好與U型夾40的上表面402接觸。繼續手動調節液壓泵12，這時試件會因受カ出現彎曲變形，試件變形力的大小通過液壓泵12供給并由測カ傳感器11記錄，載荷測試方向由下至上。同時，試件彎曲變形的位移量通過設置在兩個支撐架之間中點上的位移傳感器4記錄。再控制液壓泵12對試件施加力，直到試件斷裂，測カ傳感器11和位移傳感器4分別記錄最大載荷值和最大變形量。溫濕度傳感器18記錄環境的溫濕度，以保證測試數據的準確性。本發明提供的檢測設備具有如下優點
I.本發明提供的檢測設備，整機設計簡潔緊湊、使用方便靈活、成本低廉、性能穩定，能夠快速檢測結構用木材的彎曲強度。2.采用機械加載，可便捷測試，并可根據測試的要求，對施加的載荷進行控制；
3.對不同的結構用木材可以使用兩種測試方法進行檢測，應用范圍更加廣泛。4.木材支撐點在上面，施力點在下面的方案，使得設備結構更加緊湊，系統穩定性得到提高，測試更方便。另外，設備機座上的移動支架、施力裝置還可以轉動90°設置，使得對于試件的支撐點和施力點分別在結構用木材的左右兩側面，相應的部件也都隨之相應設置，部件之間的相對位置沒有變化。這樣可很好地排除木材自身重量的影響，使得測量結果更準確。5.設備調整方便。木材長度變化時，可以快速調整兩個移動支架即支撐架和兩個施力架的相對間距，從而適應測試要求。6.操作簡單，數據處理系統還可以連接大屏幕液晶顯示面板，可自由選擇操作位置，操作方便，靈活。7.可移動式彎曲強度檢測設備使用方便靈活，能夠快速的檢測出結果；檢測精度高，測量穩定，重復性好；輪式可移動的機身設計，増大了活動空間范圍，不受位置的限制；可快速和準確地檢測木材的彎曲強度及彈性模量，提高結構用木材的生產效率。
8. U型夾的應用，避免了位移傳感器的探頭端部直接與結構用木材表面接觸，也即避免了木材表面不光滑、有毛刺等對測試產生的影響，使位移傳感器測得的數據更準確。9.夾具軸上可轉動地設置與所述試件接觸的支撐輥，可以隨著試件本身變形而轉動變化，有效避免了試件受カ變形時試件表面與支撐輥之間的相對滑動，提高了測量結果的準確性。
權利要求
1.一種結構用木材彎曲強度的檢測設備，其特征在于包括一機座，在該機座上的長度方向上設置滑軌，在滑軌上滑動地設置兩個移動支架，在每個該移動支架上設置ー支撐檢測試件的構件稱為彎曲支座，在所述機座上設置ー施力裝置，該施カ裝置包括一液壓缸裝置，其設置在所述機座上，與一液壓泵通過液壓回路連接，在該液壓回路上設置調節閥，用于調節該液壓缸裝置中的豎直運動或水平方向運動的運動件的運動；該施力裝置還包括一施力橫梁和ー個或ー個以上施力架，在所述機座上設置ー垂直設置或水平設置的立柱，所述施カ橫梁可垂直或水平移動地設置在該立柱上，所述施カ架可沿該施カ橫梁移動地設置在所述施カ橫梁上，該施カ橫梁設置在所述液壓缸裝置上的所述運動件上，從而可隨該豎直或水平方向運動的所述運動件沿所述立柱移動，對于設置在所述移動支架上的試件施加豎直方向或水平方向的作用力；本檢測設備還包括數據采集裝置，其包括在該液壓缸裝置上的所述運動件上設置的測カ傳感器，以獲 得所述施カ裝置中的施力架上的施力頭對試件施加力的數值，還包括一位移傳感器，其設置在所述試件上以獲取試件斷裂時的最大變形量。
2.根據權利要求I所述的檢測設備，其特征在于還包括數據處理系統，所述數據處理系統與所述測カ傳感器、位移傳感器通過信號線連接，從而獲得施力數據和試件破壞時所測位置的變形數據，通過數據處理系統獲得強度值；或者， 所述調節閥是手動調節閥(13b);或者，所述施カ架(3)的結構是在所述橫梁(7)的垂直于所述長度方向的橫向兩側分別設置ー支臂(31)，一施カ輥(32)的兩端固設在兩個所述支臂上構成所述施カ頭。
3.根據權利要求2所述的檢測設備，其特征在于所述施カ輥(32)的四周包覆平板圍板，使得與檢測試件的接觸面為平面；或者，所述施カ輥(32)的施力側面為平面形狀。
4.根據權利要求I所述的檢測設備，其特征在于所述彎曲支座具體的結構是包括一個在平行于所述施力頭的施力方向上相對設置在所述移動支架上的支撐桿和一個與該支撐桿對應且設置在該移動支架上的夾具，其中之一在施力方向上可按一定間距調節地設置在所述移動支架上，另ー固定在所述移動支架上，與所述施カ頭相對ー側固定在所述移動支架上的部件與所述移動支架之間由軸承座定位。
5.根據權利要求4所述的檢測設備，其特征在于該夾具包括ー個夾具軸，該夾具軸的兩端支撐在所述移動支架上，在該夾具軸上可轉動地設置與所述試件接觸的支撐夾具，即支撐輥，該支撐輥與所述支撐桿相對應；所述夾具與試件接觸部分為平面。
6.根據權利要求I所述的檢測設備，其特征在于所述機座(9)的具體結構是該機座(9)設置在兩個支撐底座(15)上固定，在該支撐底座(15)的下端設置腳輪軸支架，在該腳輪軸支架上設置腳輪軸，在該腳輪軸上設置腳輪(17);或者，所述防震墊鐵可上下移動地連接在支撐底座上。
7.根據權利要求I所述的檢測設備，其特征在于在所述液壓缸裝置中的所述運動件上，設置ー過渡板，使得所述施カ橫梁置于所述過渡板上；或者， 在所述機座上兩個彎曲支座的外側分別設置ー輔助支架，兩個所述輔助支架位于所述移動支架的外側；或者， 所述數據采集裝置中還包括有溫濕度傳感器，其測頭設置在所述試件上，和/或設置在試件附近，該溫濕度傳感器通過信號線連接與所述數據處理系統連接。
8.ー種使用上述權利要求I所述的檢測設備對于結構木材進行彎曲強度檢測的方法是 步驟I :根據被測結構用木材試件的長度調整兩個移動支架之間的距離到設定值； 步驟2 :將所述試件放置在所述移動支架上設置的支撐桿上，所述試件ー側要與移動支架內側面平行或接觸；然后再將所述位移傳感器的探頭端部與所述試件的相應表面接觸；啟動所述液壓缸裝置，使得液壓缸裝置工作，對試件在上下兩個方向上施力，或者對試件在水平方向從試件的兩個側面之一施力，直到使得所述液壓缸裝置的所述運動件連接的施力架上的所述施カ頭抵在所述試件上，繼續運動，直到所述試件的支撐部位的相應表面與所述彎曲支座的支撐結構接觸；之前位移傳感器和測カ傳感器的數據都歸零，此后才開始計算施力大小和木材的變形量； 步驟3 :啟動液壓缸裝置，通過控制所述液壓回路上的所述調節閥使得該運動件移動使試件彎曲變形直至斷裂，測カ傳感器和位移傳感器獲取施力值和試件的變形數據，直至獲得最大載荷值和最大變形量。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于在步驟2中，將ーU型夾安裝在所述兩個施力點中間或者安裝在單個施力點位置上，該U型夾相對于所述施力點,對應地設置在試件的另ー側，調節安裝在該U型夾側壁上的螺釘或該螺釘上的螺母，使所述U型夾與待測試件固連在一起，然后再將所述位移傳感器的探頭端部與所述U型夾的底面的外表面接觸；或者， 當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上試件厚度的14倍到18倍，采用單點加載，即使用一個施カ架；當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上木材厚度的18倍以上，采用兩點加載，即可使用兩個施力架，這里在結構用集成材標準中也有相應的計算公式，并且兩個施力點之間的間距為木材厚度的4倍；或者， 采用手動液壓泵，推壓手柄時，液壓缸每次排油量僅HmL ;或者， 所述液壓裝置的壓カ范圍是8 16MPa。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于當結構用木材試件的長度為抗彎受力方向上試件厚度的14倍到18倍，采用單點加載，即使用一個施カ架；當結構用木材試件的長度為抗彎受カ方向上木材厚度的18倍以上，采用兩點加載，即可使用兩個施力架，并且兩個施力點之間的間距為木材厚度的4倍。
全文摘要
本發明提供一種結構用木材彎曲強度的檢測設備，其包括一機座，在機座上置滑軌，其上設兩個移動支架，移動支架上設彎曲支座，一施力裝置，其中的液壓缸裝置設在機座上，該施力裝置還包括一施力橫梁和一個或一個以上施力架，在機座上設置一立柱，施力橫梁可垂直或水平移動地設置在該立柱上，施力架可沿該施力橫梁移動地設置在施力橫梁上，該施力橫梁設置在液壓缸裝置上的運動件上；本檢測設備還包括數據采集裝置，其包括在該液壓缸裝置上的所述運動件上設置的測力傳感器和一位移傳感器。本發明還提供使用該檢測設備的檢測方法。本方法和設備能夠方便準確測量結構用木材彎曲強度。
文檔編號G01N3/20GK102645380SQ201210094608
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者張偉, 楊建華, 王建功, 王曉歡, 金征 申請人:國家林業局北京林業機械研究所