一種對稱型抗剪疲勞測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種對稱性抗剪疲勞測試儀，包括用于水平套裝被測試件的五個試件套筒配件、以及用于施加在試件套筒配件上進而對被測試件施加循環荷載力的施壓機構，通過信息采集系統，采集試驗過程中的壓力值和循環加載次數，進而確定試件疲勞強度，被測試件為呈水平向布設的圓柱狀試件，試件套筒均為方形，測試套筒上均開設有偏心布設的圓孔，五個測試套筒中三個的下端面連接有安裝在施壓機構上的水平限位板，五個測試套筒中分為兩個組，一組為三個套筒，二組為兩個套筒，同組中的試件套筒結構和尺寸均相等。該疲勞測試儀，既能應用于雙向剪切疲勞強度測試，又能應用于層間剪切疲勞強度測試。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于道路工程材料疲勞強度測試【技術領域】，尤其是涉及一種對稱型抗 剪疲勞測試儀。 一種對稱型抗剪疲勞測試儀
【背景技術】
[0002] 道路工程材料疲勞強度測定是描述道路工程材料力學特性的重要參數之一，在道 路工程中，道路工程材料的疲勞強度測定是防止道路早期破壞的重要設計參數。但目前，尚 無統一的工程材料疲勞強度測試方法及其相應的測試裝置，且受試驗機的限制，試件一般 只能采用立方體，因而現如今在實驗室對道路工程材料疲勞強度進行測試時，均不同程度 地存在測試標準不統一、操作不便、技術復雜、儀器制造工藝繁雜、測試結果不可靠等多種 缺陷和不足。 實用新型內容
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種對稱 型抗剪疲勞測試儀，其結構簡單、設計合理、制造工藝簡單、使用操作簡便靈活、自動化程度 高、且測試結果穩定可靠，具有較強的實用性，能有效解決現有道路工程材料疲勞強度測試 方法存在的測試標準不統一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、測試結果不可靠等實際問題。
[0004] 為解決上述現有技術上的不足，本實用新型采用的技術方案是：一種對稱型抗剪 疲勞測試儀，其特征在于：包括五個用于水平套裝被測試件的試件套筒，以及用于施加在試 件套筒上進而對被測試件施加循環加載的施壓機構，所述循環加載的施壓機構為配有可編 程邏輯控制器（PLC)的加載控制箱的氣動加載裝置，所述施壓機構上有顯示壓力大小和加 載頻率以及加載次數統計的功能，所述施壓機構的施壓元件位于傳壓板的正上方，所述被 測試件為呈水平向布設的圓柱狀試件，所述被測試件為呈水平向布設的圓柱狀試件，所述 試件套筒均為方形，所述五個測試套筒配件上均開設有與被測試件相配合且偏心布設的圓 孔，所述五個測試套筒配件分為兩組，其中三個為一組，兩個為二組，每組中的測試套筒的 下端面連接有安裝在施壓機構上的水平限位板，所述兩組測試套筒中，同組套筒的結構和 尺寸均相等。
[0005] 上述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機構包括上壓頭和與 所述上壓頭呈同軸布設的下壓頭，所述下壓頭為固定設置且上壓頭為所述施壓機構的施壓 元件，所述水平限位板安裝在下壓頭上。
[0006] 上述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機構為受PLC控制的 空氣壓力機，所述PLC裝置具有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數統計的功能。
[0007] 上述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述測試套筒配件均為方形，且 試件套筒二組的配件上端面和試件套筒一組的配件下端面均設置有至少兩個螺紋孔，所述 傳壓板上設置有至少四個且與所述試件套筒二組配件螺紋孔相對應的安裝孔，所述水平限 位板上設置有至少六個且與所述試件套筒一組配件螺紋孔相對應的安裝孔。
[0008] 上述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒一組和套筒二組 交叉配合使用，所述試件套筒一組與水平限位板相連接，所述試件套筒二組的上端面伸出 試件套筒一組且與傳壓板相連接，所述試件套筒二組的下端面與水平限位板之間具有間 隙。
[0009] 上述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒一組和試件套筒 二組上的螺紋孔，通過銷軸分別與水平限位板的安裝孔和傳壓板的安裝孔相連接。
[0010] 本實用新型與現有技術相比具有以下優點：
[0011] 1、本實用新型結構簡單、安裝方便且投入成本低。
[0012] 2、本實用新型的制造工藝簡單快捷，便于投入大批量生產，且適用于多種規格試 件，測試數據可靠且實驗結果穩定。
[0013] 3、本實用新型使用操作簡便且實用價值高，無污染，對周圍環境影響小；并且試驗 數據由測力裝置直接讀出，簡便、準確。
[0014] 4、本實用新型的試件套筒一組、試件套筒二組交叉組合使用，能夠應用于雙向剪 切測試，并且能模擬路面材料受對稱型的車輪荷載作用的受力狀態。
[0015] 5、本實用新型可直接快速在施工現成使用，方便快捷，測試結果精確。
[0016] 6、自動化程度高，使用效果好，本實用新型采用的加載方式為通過一個固定試件 套筒對裝于試件套筒內的試件進行水平限位固定，并通過接有PLC控制裝置的施壓機構對 試件中部施加循環加載，通過信息采集系統采集循環加載力的大小以及循環加載次數，從 而確定疲勞強度。
[0017] 綜上所述，本實用新型可模擬車輪荷載狀態、結構簡單、設計合理、制造耗材量小、 使用操作簡便且測試結果穩定可靠，能有效解決現有道路工程材料抗剪強度測試方法存在 的測試標準不統一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、耗材量大、施工現場使用不便、測試結果 不可靠等實際問題。
[0018] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實用新型實施方式的整體結構示意圖。
[0020] 圖2為本實用新型實施方式中試件套筒一組、試件套筒二組的組合關系示意圖。
[0021] 圖3為本實用新型試件套筒與試件接觸關系的結構示意圖。
[0022] 圖4為本實用新型水平限位板的結構示意圖。
[0023] 附圖標記說明：
[0024] 1-被測試件；2-試件套筒；2-1試件套筒一組
[0025] 2-2試件套筒二組3-水平限位板4-施壓機構；
[0026] 4-1-上壓頭；4-2-下壓頭；5-支架底板；
[0027] 6-PLC加載控制箱；7-傳壓板；8-圓孔；
[0028] 9-安裝孔；
【具體實施方式】
[0029] 如圖1所示的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，包括用于水平套裝被測試件（1)的試 件套筒一組（2-1)、試件套筒二組（2-2)，以及用于施加在試件套筒上進而對被測試件（1) 施加循環加載的氣動加載裝置（4)，所述氣動加載裝置（4)上設有顯示壓力大小和加載頻 率以及加載次數統計的功能，所述被測試件（1)為呈水平向布設的圓柱狀試件，所述試件 套筒均為方形，所述測試套筒配件上均開設有與被測試件（1)相配合且偏心布設的螺紋孔 (7)，所述測試套筒一組（2-1)、測試套筒二組（2-2)中任意一組的下端面連接有安裝在施 壓機構（4)上的水平限位板（3)，所述測試套筒一組（2-1)和測試套筒二組（2-2)中的套筒 配件結構和尺寸均相等。
[0030] 如圖1所示，所述氣動加載裝置（4)包括氣上壓頭（4-1)和與所述上壓頭（4-1) 呈同軸布設的下壓頭（4-2)，所述下壓頭（4-2)為固定設置且上壓頭（4-1)為所述氣動加載 裝置（4)的施壓元件，所述水平限位板（3)安裝在下壓頭（4-2)上。所述氣動加載裝置（4) 為配有可編程邏輯控制器（PLC)的加載控制箱和氣動加載裝置，所述測力裝置為PLC加載 控制箱自帶的測試設備。所述氣動加載裝置（4)也可以為其他循環加載壓力機。
[0031] 如圖2所示，所述試件套筒二組（2-2)與試件套筒一組（2-1)交叉配套使用，所述 試件套筒一組（2-1)與水平限位板（3)相連接，所述試件套筒二組（2-2)的上端面伸出試 件套筒一組（2-1)，所述試件套筒二組（2-2)的下端面與水平限位板（3)之間具有間隙。所 述試件套筒一組（2-1)上的螺紋孔7通過銷軸與水平限位板（3)左側部和右側部的安裝孔 (9)相連接。
[0032] 本實施例中，該疲勞剪測試儀適用于雙向剪切測試，在實際使用過程中，所述被測 試件（1)的直徑為101.5謹±1謹且其長度為70謹±5謹、80謹±5謹或150謹±10謹；所述 試件套筒一組（2-1)和試件套筒二組（2-2)的寬度相同。實際測試時，所述被測試件（1) 可以是水泥混凝土、浙青混凝土、改良土或重塑土試樣。所述試件套筒一組（2-1)的左側和 右側水平方向不需對待測試件1進行限位裝置，因此本實用新型適用于多種長度規格的試 件。
[0033] 本實施例的加載方式是：通過試件套筒二組（2-2)對被測試件（1)中部的間隔的 兩段施加循環荷載，并通過施壓機構（4)對被測試件（1)上且位于試件套筒一組（2-1)與 試件套筒二組（2-2)交叉配套使用，根據疲勞強度的經驗值對試件中端施加垂直循環加載 力，當試件發生疲勞剪切斷裂時，采集循環加載力的大小以及循環加載次數，從而確定被測 試件（1)的疲勞強度。本實用新型的工作原理如下：根據相關彈性力學知識和有限元計算 結果，在被測試件（1)中部被試件套筒一組（2-1)固定且對試件兩端未固定時，對試件中部 間隔的兩段施加循環荷載力，當試件發生斷裂時，采集循環加載力以及加載次數，根據試件 發生斷裂時所受的荷載力與加載次數之間存在一定的對應關系，能簡便推算出疲勞強度， 并能相應推斷出試件破壞時的抗剪強度，實驗結果非常穩定。
[〇〇34] 以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根 據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍 屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：包括用于水平放置套裝被測試件（1)的 試件套筒一組（2-1)，以及用于施加在傳壓板（7)上進而對被測試件（1)施循環加載的施 壓機構（4)，所述循環加載的施壓機構（4)為配有可編程邏輯控制器（PLC)的加載控制箱 (6)的氣動加載裝置，所述施壓機構上有顯示壓力大小和加載頻率以及加載次數統計的功 能，所述施壓機構的施壓元件位于傳壓板的正上方，所述被測試件（1)為呈水平向布設的 圓柱狀試件，所述試件套筒一組（2-1)和試件套筒二組（2-2)均為方形，所述試件套筒一組 (2-1)和試件套筒二組（2-2)上均開設有與被測試件（1)相配合且偏心布設的圓孔（8)， 所述測試套筒中分為兩組且均為方形，下端面連接有安裝在施壓機構（4)上的水平限位板 (3) ，所述兩組測試套筒中同組的試套筒結構和尺寸均相等。
2. 根據權利要求1所述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機構 (4) 包括PLC氣動加載裝置（4)、上壓頭（4-1)和與所述上壓頭（4-1)呈同軸布設的下壓頭 (4-2)，所述下壓頭（4-2)固定不動且上壓頭（4-1)為所述施壓機構（4)的施壓元件，所述 水平限位板（3)安裝在下壓頭（4-2)上。
3. 按照權利要求1所述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述施壓機構為 PLC氣動加載裝置（4)或可循環加載的壓力機，且當所述施壓機構為PLC氣動加載裝置（4) 時，下壓頭（4-2)為測試儀的底座。
4. 根據權利要求1或2所述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述測試套 筒配件均為方形，且試件套筒二組（2-2)的配件上端面和試件套筒一組（2-1)的配件下端 面均設置有至少兩個螺紋孔，所述傳壓板（7)上設置有至少四個且與所述試件套筒二組 (2-2)配件螺紋孔相對應的安裝孔（9)，所述水平限位板上設置有至少六個且與所述試件 套筒一組（2-1)配件螺紋孔相對應的安裝孔（9)。
5. 根據權利要求4所述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒一 組（2-1)和套筒二組（2-2)交叉配合使用，所述試件套筒一組（2-1)與水平限位板3相連 接，所述試件套筒二組（2-2)的上端面伸出試件套筒一組（2-1)且與傳壓板（7)相連接，所 述試件套筒二組（2-2)的下端面與水平限位板（3)之間具有間隙。
6. 根據權利要求5所述的一種對稱型抗剪疲勞測試儀，其特征在于：所述試件套筒一 組（2-1)和試件套筒二組（2-2)上的螺紋孔，通過銷軸分別與水平限位板（3)的安裝孔和 傳壓板（7)的安裝孔相連接。
【文檔編號】G01N3/24GK203894125SQ201420168160
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】李曉軍, 王曉華, 張衛國 申請人:西安科技大學