一种用于岩石测验的组合式夹具的制作方法

1.本发明涉及岩石力学性能测试领域，具体而言，涉及一种用于岩石测验的组合式夹具。


背景技术：

2.随着我国经济飞速发展，岩石逐渐走入人们生活中，岩石的安全问题也日益严重。岩石抗拉强度和岩石断裂韧性是岩石力学特性的重要指标，测定岩石抗拉强度的方法可以分为直接法和间接法，直接法试验比较困难，间接法如巴西劈裂试验更容易，三点弯曲试验通常用于研究岩石材料的ⅰ型断裂韧度和ⅰ/ⅱ型复合裂纹扩展行为，两者加载方式简单，应用广泛。
3.在实际操作时，现有的岩石巴西劈裂和三点弯曲的夹具是分开使用的，这样会导致夹具功能单一，不具有综合性，同时降低了试验效率。


技术实现要素：

4.本发明公开了一种用于岩石测验的组合式夹具，旨在改善现有岩石巴西劈裂和三点弯曲的夹具是分开使用，导致夹具功能单一，不具有综合性，同时降低了试验效率的问题。
5.本发明采用了如下方案：
6.一种用于岩石测验的组合式夹具，包括底座、移动支座、锥形支座、侧夹板、第一支辊、巴西劈裂压头和三点弯曲压头，所述底座设有第一凹槽和第二凹槽，所述移动支座通过第一凹槽与底座相连，所述锥形支座通过第二凹槽与底座固定连接，所述侧夹板下端与所述移动支座上端固定连接，所述侧夹板上端设有v型槽，所述第一支辊放置在所述v型槽上，并通过连接件与所述侧夹板连接，所述三点弯曲压头配置为在进行三点弯曲试验时对放置在所述第一支辊上的样品进行按压；所述侧夹板侧端开有第三凹槽与安装孔，用于固定巴西劈裂压头与样品。
7.作为进一步改进，所述底座一侧设有刻度；所述侧夹板设有与底座刻度相对应的校准线。
8.作为进一步改进，所述第一凹槽和第二凹槽均为t型槽。
9.作为进一步改进，所述移动支座对应所述第一凹槽为t型滑块，所述移动支座内嵌在所述底座的第一凹槽内，且顶端低于所述底座的上表面。
10.作为进一步改进，所述锥形支座包括上部锥型座和下部工字型座，所述上部锥型座位于第二凹槽外，所述下部工字型座的底部内嵌于所述底座的第二凹槽内，顶部的下表面与所述底座上表面平齐。
11.作为进一步改进，所述第三凹槽为矩形凹槽，所述安装孔为螺纹孔，所述矩形凹槽用于支撑巴西劈裂压头，所述螺纹孔用于安装螺栓以支撑巴西劈裂试验样品。
12.作为进一步改进，所述巴西劈裂压头宽度小于所述矩形凹槽。
13.作为进一步改进，所述连接件为带钩弹簧，所述带钩弹簧一端与所述第一支辊连接，另一端与侧夹板带钩弹簧固定螺栓连接。
14.作为进一步改进，所述第一支辊用于三点弯曲试验，所述锥形支座用于巴西劈裂试验。
15.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
16.本技术的用于岩石测验的组合式夹具，通过在侧夹板上端开设v型槽，第一支辊放在v型槽上，并通过连接件与侧夹板连接，三点弯曲压头在进行三点弯曲试验时对放在第一支辊上的样品进行按压；侧夹板侧端还设有第三凹槽与安装孔，用于固定巴西劈裂压头与样品，通过该夹具能够分别进行岩石巴西劈裂和三点弯曲试验，从而改善了现有岩石巴西劈裂和三点弯曲的夹具是分开使用，夹具功能单一，不具有综合性的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
18.图1为本发明第一实施例的结构示意图；
19.图2为本发明第一实施例的底座示意图；
20.图3为本发明第一实施例的移动支座示意图；
21.图4为本发明第一实施例的锥形支座示意图；
22.图5为本发明第一实施例的侧夹板示意图；
23.图6为本发明第一实施例的第一支辊示意图；
24.图7为本发明第一实施例的巴西劈裂压头示意图；
25.图8为本发明第一实施例的带钩弹簧示意图；
26.图9为本发明第一实施例的三点弯曲压头示意图。
具体实施方式
27.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
28.实施例
29.结合图1至图9，本发明第一实施例提供一种用于岩石测验的组合式夹具，包括底座6、移动支座9、锥形支座7、侧夹板3、第一支辊2、巴西劈裂压头1和三点弯曲压头12，底座6设有第一凹槽13和第二凹槽14，移动支座9内嵌于第一凹槽13内，所述锥形支座7通过第二
凹槽14和螺栓与底座6固定连接，侧夹板3下端与移动支座9上端通过螺栓固定连接，侧夹板3上端设有v型槽24，第一支辊2放置在v型槽24上，并通过带钩弹簧4与侧夹板3连接，三点弯曲压头12配置为在进行三点弯曲试验时对放置在第一支辊2上的样品进行按压；侧夹板3侧端还开有第三凹槽23与安装孔22，用于固定巴西劈裂压头1与样品。
30.进一步地，第一凹槽13相对两侧均设有移动支座9，两个移动支座9上端均固定安装有侧夹板3，两个侧夹板3上的v型槽24均放置有第一支棍2，在进行三点弯曲试验便于样品能够放置在两个第一支棍2上。
31.在本实施例中，第一凹槽13和第二凹槽14均为t型槽，使其结构简单，制造方便；移动支座9对应第一凹槽13为t型滑块，移动支座9内嵌于第一凹槽13，顶端低于底座的上表面，且移动支座9上端设有移动支座定位螺纹孔17，侧夹板3下端设有侧夹板定位螺纹孔21，侧夹板定位螺纹孔21和移动支座定位螺纹孔17通过螺栓实现固定连接，以实现移动移动支座9进而带动侧夹板3的移动。
32.进一步地，锥形支座7包括上部锥型座和下部工字型座，上部锥型座位于第二凹槽14外，下部工字型座的底部内嵌于底座的第二凹槽14内，顶部的下表面与底座6上表面平齐，用于支撑整个锥形支座7；且底座6上设有底座定位螺纹孔15,锥形支座7通过锥形支座7的下部工字型座定位螺纹孔18和底座定位螺纹孔15以实现锥形支座7的固定，具体为：锥形支座定位螺栓8螺纹连接下部工字型座定位螺纹孔18和底座定位螺纹孔15，进而实现锥形支座7在底座6上的固定。
33.进一步地，底座6还设有刻度标尺16，侧夹板3设有与底座6的刻度标尺16相对应的校准线20，用于配合底座6的刻度标尺16并读取三点弯曲样品两点的跨距。
34.在本实施例中，第三凹槽23为矩形凹槽，安装孔22为侧夹板支撑螺纹孔，矩形凹槽用于支撑巴西劈裂压头1，侧夹板支撑螺纹孔用于安装侧夹板支撑螺栓11以支撑巴西劈裂试验样品。
35.进一步地，巴西劈裂压头1宽度应小于矩形凹槽，便于巴西劈裂压头1能够进入矩形凹槽中，实现对巴西劈裂压头1的支撑。
36.进一步地，侧夹板3还设有带钩弹簧固定螺栓螺纹孔19，该带钩弹簧固定螺栓螺纹孔19用于安装带钩弹簧固定螺栓10，带钩弹簧4一端与带钩弹簧固定螺栓10连接，另一端与第一支辊2连接，以实现第一支棍2的连接。
37.如图9所示，三点弯曲压头12设有压头带钩弹簧固定螺纹孔25和弧形凹槽27，压头带钩弹簧固定螺纹孔25用来固定压头带钩弹簧26，弧形凹槽27用来安装第二支辊2a。
38.实施例1，三点弯曲试验
39.实验前将样品制成标准方形样品，可测式样长度范围为28～80mm，宽度小于80mm，厚度小于60mm。
40.如图1所示：
41.步骤101、首先将本发明夹具进行组装，将两侧夹板3与移动支座9通过两根螺栓安装在底座6上，根据式样尺寸滑动移动支座9的位置，本发明夹具进行三点弯曲试验时不需安装锥形支座7和侧夹板支撑螺栓11；
42.步骤102、将第一支辊2安装在侧夹板v字形凹槽24上，通过带钩弹簧4固定第一支辊2；
43.步骤103、将三点弯曲样品放置在两第一支辊2上，将巴西劈裂压头1固定在伺服压力机上，缓慢下降三点弯曲压头12，使三点弯曲压头12的第二支棍2a与样品中部重合；
44.步骤104、对样品施加载荷，对样品进行三点弯曲测试，测试的数据能够通过数据采集装置进行收集，方便对该样品进行力学性能分析。
45.实施例2，巴西劈裂试验
46.如图1所示：
47.步骤201、实验前将样品制成标准圆柱样品，直径为50mm，厚度为25mm。
48.步骤202、首先将本发明夹具进行组装，将两侧夹板3与移动支座9通过两根螺栓安装在底座6上，通过四根锥形支座定位螺栓8将锥形支座7也安装在底座6上。
49.步骤203、取下第一支辊2与带勾弹簧4，将样品放在锥形支座7上，旋转侧夹板支撑螺栓11固定样品。
50.步骤204、将巴西劈裂压头1安装在侧夹板矩形凹槽23上，压头尖端对齐样品中部。
51.步骤205、对样品施加载荷，对样品进行巴西劈裂试验，测试的数据能够通过数据采集装置进行收集，方便对该样品进行力学性能分析。
52.本技术的夹具能够分别对样品进行三点弯曲试验和巴西劈裂试验，从而改善了现有岩石巴西劈裂和三点弯曲的夹具是分开使用，导致夹具功能单一，不具有综合性，同时降低了试验效率的问题。用户可根据需求选择对样品进行三点弯曲试验或巴西劈裂试验。
53.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。