专利名称：一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械结构领域，尤其涉及一种用于测量混凝土试件在双轴向承受压力下的应变的加载测试装置。
背景技术：
随着我国经济的发展，城乡均在进行大规模建设。建筑施工中会用到砌块、混凝土等材料。而这些材料也将最终影响建筑的质量。现经常发生建筑物因施工质量问题出现裂缝、墙体脱落、倾斜甚至倒塌。为了避免事后的“豆腐渣”工程的出现，在施工前或施工过程中对砌块、混凝土等材料进行检测是非常重要的，可以较大程度提高工程施工质量。实际工程中的混凝土结构大多处于多轴应力状态，其轴向应力的测量较容易，如图1所示，在混凝土试件11的轴向相对的两面各设置一加载头9，通过加载油缸10向混凝土试件11施加压力，垫板8位于加载油缸10相对的另一面；测量液压系统的压力或加载油缸10加载到混凝土试件11上的压力，均可以得到相应的应力状态。而实际工程中的混凝土应变值的测量较为困难，现有一种方案是在采用上述方法测量应力状态的同时，在混凝土试件11表面预留浅槽，内贴电阻应变片的办法量测应变， 这不仅影响试件的性能，且在混凝土试件11开裂、变形过程中，应变片可能被破坏；另一种方案是在加载头9的中心开圆孔，将位移传感器的触头直接和混凝土试件11表面接触量测应变的方法，但此种方法在高应力状态下，圆孔处的混凝土向外挤出，影响传感器的读数， 引起较大误差。
发明内容本实用新型的目的是提供一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，用于测量混凝土试件在双轴向承受压力下的应变，不受混凝土破坏的影响，应变片不易损坏，测量误差小。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，用于测量混凝土试件11在双轴向承受压力下的应变，混凝土试件11双轴向的四个侧面各设置一加载头9 每一轴向设有两组应变测试机构，其中X轴应变测试机构包括差动式位移传感器12、X轴传感器支架与X轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于X轴传感器支架前端，X轴传感器支架安装于一加载头9上，X轴测量目标支架安装于与安装X轴传感器支架的加载头9相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与X轴测量目标支架前端接触；Y轴应变测试机构包括差动式位移传感器12、Y轴传感器支架与Y轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于Y轴传感器支架前端，Y轴传感器支架安装于一加载头9 上，Y轴测量目标支架安装于与安装Y轴传感器支架的加载头9相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与Y轴测量目标支架前端接触；[0010]Z轴应变测试机构包括差动式位移传感器12、z轴传感器支架与Y轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于Z轴传感器支架前端，Z轴传感器支架安装于一加载头9 上，Z轴测量目标支架安装于与安装Z轴传感器支架的加载头9相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与Z轴测量目标支架前端接触。所述的X轴传感器支架包括第一固定板1与设于第一固定板1上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第一固定板1安装于加载头9上；所述的Y轴传感器支架包括第二固定板2与设于第二固定板2上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第二固定板2安装于加载头9上；所述的Z轴传感器支架包括第三固定板3与设于第三固定板3上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第三固定板3安装于加载头9上。所述的夹持机构包括设于第一固定板1、第二固定板3或第三固定板7上的通孔、 与该通孔轴向垂直的螺纹孔及夹持螺钉7，差动式位移传感器12设于通孔中，夹持螺钉7穿过螺纹孔夹紧差动式位移传感器12。所述的X轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第四固定板4与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，顶杆18通过调节机构安装于第四固定板4上，第四固定板4安装于加载头9上；所述的Y轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第五固定板5与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，顶杆18通过调节机构安装于第五固定板5上，第五固定板5安装于加载头9上；所述的Z轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第六固定板6与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，顶杆18通过调节机构安装于第六固定板6上，第六固定板6安装于加载头9上。所述的调节机构包括设于第四固定板4、第五固定板5或第六固定板6上的安装孔 15、两个调节螺母13及设于顶杆18未段的外螺纹段14，外螺纹段14穿过安装孔15，两个调节螺母13位于安装孔12两侧，通过调节设于外螺纹段14上的两调节螺母13的位置夹紧顶杆18并调节夹紧顶杆18的位置。所述的接触片17焊接于顶杆18前端。所述的两组X轴应变测试机构沿X轴对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿 Y轴对称设置；所述的两组X轴应变测试机构沿Y轴对称设置。所述的两组X轴应变测试机构沿该X轴对角线方向对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿该Y轴对角线方向对称设置；所述的两组Z轴应变测试机构沿该Y轴对角线方向对称设置。从本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，可以用于测量混凝土试件在双轴向承受压力下的应变，不受混凝土破坏的影响，应变片不易损坏，测量误差小。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为现有技术提供的混凝土多轴应力状态测试装置的示意图；图2为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的X轴向应变测试机构结构主视图的示意图；图3为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的X轴向应变测试机构结构左视图的示意图；图4为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的X轴向应变测试机构结构右视图的示意图；图5为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的X轴向应变测试机构结构俯视图的示意图；图6为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Y轴向应变测试机构结构主视图的示意图；图7为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Y轴向应变测试机构结构左视图的示意图；图8为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Y轴向应变测试机构结构右视图的示意图；图9为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Y轴向应变测试机构结构俯视图的示意图；图10为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Z轴向应变测试机构结构主视图的示意图；图11为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Z轴向应变测试机构结构左视图的示意图；图12为本实用新型实施例提供的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置的Z轴向应变测试机构结构俯视图的示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细描述。实施例一如图2至与图9所示一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，用于测量混凝土试件11在双轴向承受压力下的应变，混凝土试件11双轴向的四个侧面各设置一加载头9 每一轴向设有两组应变测试机构，其中如图2至图5所示X轴应变测试机构包括差动式位移传感器(LVDT) 12、X轴传感器支架与X轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于X轴传感器支架前端，X轴传感器支架安装于一加载头9上，X轴测量目标支架安装于与安装X轴传感器支架的加载头9 相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与X轴测量目标支架前端接触；其中，所述的X轴传感器支架包括第一固定板1与设于第一固定板1上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第一固定板1安装于加载头9上；这一夹持机构包括设于第一固定板1上的通孔、与该通孔轴向垂直的螺纹孔及夹持螺钉7，差动式位移传感器12设于通孔中，夹持螺钉7穿过螺纹孔夹紧差动式位移传感器 12。所述的X轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第四固定板4与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，接触片17最好焊接于顶杆18前端。顶杆18通过调节机构安装于第四固定板4上，第四固定板4安装于加载头9上；这一调节机构包括设于第四固定板4上的安装孔15、两个调节螺母13及设于顶杆 18未段的外螺纹段14，外螺纹段14穿过安装孔15，两个调节螺母13位于安装孔12两侧， 通过调节设于外螺纹段14上的两调节螺母13的位置夹紧顶杆18并调节夹紧顶杆18的位置。如图6至图9所示Y轴应变测试机构包括差动式位移传感器12、Y轴传感器支架与Y轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于Y轴传感器支架前端，Y轴传感器支架安装于一加载头9上，Y轴测量目标支架安装于与安装Y轴传感器支架的加载头9相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与Y轴测量目标支架前端接触。其中，所述的Y轴传感器支架包括第二固定板2与设于第二固定板2上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第二固定板2安装于加载头9上。这一夹持机构包括设于第二固定板2上的通孔、与该通孔轴向垂直的螺纹孔及夹持螺钉7，差动式位移传感器12设于通孔中，夹持螺钉7穿过螺纹孔夹紧差动式位移传感器 12。所述的Y轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第五固定板5与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，接触片17最好焊接于顶杆18前端。顶杆18通过调节机构安装于第五固定板5上，第五固定板5安装于加载头9上。这一调节机构包括设于第五固定板5上的安装孔15、两个调节螺母13及设于顶杆 18未段的外螺纹段14，外螺纹段14穿过安装孔15，两个调节螺母13位于安装孔12两侧， 通过调节设于外螺纹段14上的两调节螺母13的位置夹紧顶杆18并调节夹紧顶杆18的位置。如图10至图12所示Z轴应变测试机构包括差动式位移传感器12、Z轴传感器支架与ζ轴测量目标支架；差动式位移传感器12安装于Z轴传感器支架前端，Z轴传感器支架安装于一加载头9上，Z轴测量目标支架安装于与安装Z轴传感器支架的加载头9相对的另一加载头9上；差动式位移传感器12前端与Z轴测量目标支架前端接触。其中，所述的Y轴传感器支架包括第三固定板3与设于第三固定板3上的安装差动式位移传感器12的夹持机构，第三固定板3安装于加载头9上。这一夹持机构包括设于第三固定板3上的通孔、与该通孔轴向垂直的螺纹孔及夹持螺钉7，差动式位移传感器12设于通孔中，夹持螺钉7穿过螺纹孔夹紧差动式位移传感器 12。[0054]所述的Y轴测量目标支架包括接触片17、顶杆18、第六固定板6与调节机构，接触片17设于顶杆18前端，接触片17最好焊接于顶杆18前端。顶杆18通过调节机构安装于第六固定板6上，第六固定板6安装于加载头9上。这一调节机构包括设于第六固定板6上的安装孔15、两个调节螺母13及设于顶杆 18未段的外螺纹段14，外螺纹段14穿过安装孔15，两个调节螺母13位于安装孔12两侧， 通过调节设于外螺纹段14上的两调节螺母13的位置夹紧顶杆18并调节夹紧顶杆18的位置。所述的两组X轴应变测试机构沿X轴对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿Y 轴对称设置；所述的两组Z轴应变测试机构沿Z轴对称设置。最佳方案是所述的两组X轴应变测试机构沿该X轴对角线方向对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿该Y轴对角线方向对称设置；所述的两组Z轴应变测试机构沿该Z轴对角线方向对称设置。且两组X 轴应变测试机构、两组Y轴应变测试机构与两组Z轴应变测试机构不能发生空间干涉。以便使加载头9上的两差动式位移传感器12所测得的位移平均值更接近于混凝土试件11中心位置处的位移值，最大限度地消除由于混凝土试件11不规则及加载压力偏移引起的测量误差。在使用本实用新型所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置进行测量时，先装配好应变测试装置，要求1、差动式位移传感器12前端与接触片17的接触测试点要良好接触；并要求差动式位移传感器12的轴向与混凝土试件11的当前测量轴向尽可能平行；2、差动式位移传感器12的接触测试点要尽量靠近混凝土试件11，以便测得混凝土试件11在加载过程中的真实位移；同时，差动式位移传感器12的接触测试点又要与混凝土试件11保持一定的间隙，以免在混凝土试件11破坏时混凝土碎渣损坏差动式位移传感器12 ；3、传感器支架与测量目标支架要具有足够的刚度，以保证支架的变形不影响位移的量测精度；4、差动式位移传感器12要对角安装。这样就可以测量混凝土试件在双轴向承受压力下的应变，不受混凝土破坏的影响，应变片不易损坏，测量误差小。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，用于测量混凝土试件(11)在双轴向承受压力下的应变，混凝土试件(11)双轴向的四个侧面各设置一加载头(9)，其特征在于每一轴向设有两组应变测试机构，其中X轴应变测试机构包括差动式位移传感器 (12)、X轴传感器支架与X轴测量目标支架；差动式位移传感器(1 安装于X轴传感器支架前端，X轴传感器支架安装于一加载头(9)上，X轴测量目标支架安装于与安装X轴传感器支架的加载头(9)相对的另一加载头(9)上；差动式位移传感器(1 前端与X轴测量目标支架前端接触；Y轴应变测试机构包括差动式位移传感器(1 、Y轴传感器支架与Y轴测量目标支架；差动式位移传感器(12)安装于Y轴传感器支架前端，Y轴传感器支架安装于一加载头 (9)上，Y轴测量目标支架安装于与安装Y轴传感器支架的加载头(9)相对的另一加载头 (9)上；差动式位移传感器(1 前端与Y轴测量目标支架前端接触；Z轴应变测试机构包括差动式位移传感器(1 、Z轴传感器支架与Y轴测量目标支架；差动式位移传感器(12)安装于Z轴传感器支架前端，Z轴传感器支架安装于一加载头 (9)上，Z轴测量目标支架安装于与安装Z轴传感器支架的加载头(9)相对的另一加载头 (9)上；差动式位移传感器(1 前端与Z轴测量目标支架前端接触。
2.根据权利要求1所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的X轴传感器支架包括第一固定板(1)与设于第一固定板(1)上的安装差动式位移传感器(12)的夹持机构，第一固定板(1)安装于加载头(9)上；所述的Y轴传感器支架包括第二固定板O)与设于第二固定板( 上的安装差动式位移传感器(12)的夹持机构，第二固定板(2)安装于加载头(9)上；所述的Z轴传感器支架包括第三固定板C3)与设于第三固定板C3)上的安装差动式位移传感器(12)的夹持机构，第三固定板(3)安装于加载头(9)上。
3.根据权利要求2所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的夹持机构包括设于第一固定板(1)、第二固定板C3)或第三固定板(7)上的通孔、与该通孔轴向垂直的螺纹孔及夹持螺钉(7)，差动式位移传感器(1 设于通孔中，夹持螺钉(7)穿过螺纹孔夹紧差动式位移传感器(12)。
4.根据权利要求1所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的X轴测量目标支架包括接触片(17)、顶杆(18)、第四固定板(4)与调节机构，接触片 (17)设于顶杆(18)前端，顶杆(18)通过调节机构安装于第四固定板(4)上，第四固定板 (4)安装于加载头(9)上；所述的Y轴测量目标支架包括接触片(17)、顶杆(18)、第五固定板(5)与调节机构， 接触片(17)设于顶杆(18)前端，顶杆(18)通过调节机构安装于第五固定板(5)上，第五固定板(5)安装于加载头(9)上；所述的Z轴测量目标支架包括接触片(17)、顶杆(18)、第六固定板(6)与调节机构， 接触片(17)设于顶杆(18)前端，顶杆(18)通过调节机构安装于第六固定板(6)上，第六固定板(6)安装于加载头(9)上。
5.根据权利要求4所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的调节机构包括设于第四固定板G)、第五固定板(5)或第六固定板(6)上的安装孔(15)、 两个调节螺母(1 及设于顶杆(18)未段的外螺纹段(14)，外螺纹段(14)穿过安装孔(15)，两个调节螺母(1 位于安装孔(1 两侧，通过调节设于外螺纹段(14)上的两调节螺母(1 的位置夹紧顶杆(18)并调节夹紧顶杆(18)的位置。
6.根据权利要求4所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的接触片(17)焊接于顶杆(1 前端。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的两组X轴应变测试机构沿X轴对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿Y 轴对称设置；所述的两组X轴应变测试机构沿Y轴对称设置。
8.根据权利要求7所述的混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，其特征在于，所述的两组X轴应变测试机构沿该X轴对角线方向对称设置；所述的两组Y轴应变测试机构沿该Y轴对角线方向对称设置；所述的两组Z轴应变测试机构沿该Y轴对角线方向对称设置。
专利摘要本实用新型公开了一种混凝土三轴向压力加载的应变测试装置，用于测量混凝土试件(11)在双轴向承受压力下的应变，混凝土试件(11)双轴向的四个侧面各设置一加载头(9)，每一轴向设有两组应变测试机构，应变测试机构包括差动式位移传感器(12)、传感器支架与测量目标支架；差动式位移传感器(12)安装于传感器支架前端，传感器支架安装于一加载头(9)上，测量目标支架安装于与安装传感器支架的加载头(9)相对的另一加载头(9)上；差动式位移传感器12前端与测量目标支架前端接触。可以用于测量混凝土试件在双轴向承受压力下的应变，不受混凝土破坏的影响，应变片不易损坏，测量误差小。
文档编号G01N3/02GK202002850SQ20102067118
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者姚家伟, 宋玉普, 覃丽坤, 高凌霞 申请人:大连民族学院