抗拉强度测试用卡具及抗拉强度测试设备

摘要

本实用新型涉及拉伸实验器具技术领域，公开了一种抗拉强度测试用卡具及抗拉强度测试设备，该卡具包括：拉伸杆，一端设有可与测试机相连的接口，另一端居中设有垂直于长度方向的第一轴孔；粘接块，中部设有可容置所述拉伸杆另一端的凹槽，槽壁上设有与所述第一轴孔相对的第二轴孔，所述粘接块的远离所述拉伸杆的一端设有可抵接在待测试样端面的粘接面，所述第二轴孔在所述粘接面上的垂直投影位于所述粘接面的中心；连接轴，穿设在所述第一轴孔和所述第二轴孔内。采用具有该卡具的抗拉强度测试设备在对无机非金属材料进行抗拉测试时，其传力路径短，过程中不偏心、不会出现应力集中现象。

说明书

技术领域

本实用新型涉及拉伸实验器具技术领域，具体的，涉及一种非夹持式的抗拉强度测试用卡具及抗拉强度测试设备。

背景技术

随着现代建构筑物的大型化、异形化，空间结构朝着更大的跨度发展。建构筑物顶部结构在常温服役环境下常使用钢筋-混凝土、锚栓-混凝土构件进行连接，在高温服役环境下则采用吊挂耐高温砖作为锚固连接方式。因此为保证工程质量安全，在进行结构设计时，必须考虑构件及锚固材料的抗拉强度。其中，在高温冶金领域中，尤以加热炉为例，锚固砖是砌筑加热炉炉顶时用到的主要砖型，所以其承受拉力的能力是质量安全的重要考察指标。

对于每批次的锚固砖，均需要进行抗拉强度测试。实验室检测时，常用卡具将试样两端固定，以恒定速率对其进行拉伸，以断裂最大力与断裂横截面积的比值作为最终的抗拉强度值。但是目前国内关于无机非金属材料抗拉实验存在多种问题，如：卡具内部结构较复杂、成本较高；试验机施力与试样受力方向偏离，不在一条直线上，致使测试不够精准；卡具与试样夹持接触，导致应力集中，试样容易在卡具口处断裂等情况。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种非夹持式的抗拉强度测试用卡具及抗拉强度测试设备，在对无机非金属材料进行抗拉测试时，其传力路径准确、不会出现应力集中现象。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供一种抗拉强度测试用卡具，包括：拉伸杆，一端设有可与测试机相连的接口，另一端居中设有垂直于长度方向的第一轴孔；粘接块，中部设有可容置所述拉伸杆另一端的凹槽，槽壁上设有与所述第一轴孔相对的第二轴孔，所述粘接块的远离所述拉伸杆的一端设有可抵接在待测试样端面的粘接面，所述第二轴孔在所述粘接面上的垂直投影位于所述粘接面的中心；连接轴，穿设在所述第一轴孔和所述第二轴孔内。

优选地，所述凹槽为U形槽；所述拉伸杆的另一端为扁平状，其侧面可抵接在所述凹槽的槽壁上。

优选地，所述拉伸杆的另一端的侧边处设有弧形倒角。

优选地，所述第一轴孔的中心位置设有向轴心处延伸的限位凸环，所述限位凸环的内径为d

优选地，所述限位凸环和所述限位槽的截面形状为弧形。

优选地，所述粘接面为平面或弧面。

为了实现上述目的，另一方面，本实用新型提供一种抗拉强度测试设备，包括：测试机，具有两个可以相互靠近/远离的机头；两个如上所述的抗拉强度测试用卡具，所述接口固定连接在所述机头上。

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的抗拉强度测试用卡具通过在粘接块端部的粘贴面上涂覆粘接剂来与待测试样连接，在进行抗拉测试时无需夹持待测试样，因此不会产生应力集中，避免试样在与卡具连接处断裂。另外，粘接块通过连接轴与拉伸杆连接，三者处于同一轴线上，可使待测试样所受拉力与待测试样的轴线在同一方向，避免在待测试样上出现扭力，进而避免了试样在粘接根部断裂，提高了测试的精确性。另外，该抗拉强度测试用卡具结构简单，增强了抗拉试验的可操作性，降低了试验成本。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中涉及的抗拉强度测试用卡具的分解结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例中涉及的抗拉强度测试用卡具的剖面结构示意图。

图中的附图标记为：

1、拉伸杆；11、第一轴孔；12、限位凸环；2、粘接块；21、第二轴孔；22、凹槽；3、连接轴；31、限位槽。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例性实施方式。然而，示例性实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例性实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。需要说明的是，本公开中，用语“包括”、“配置有”、“设置于”用以表示开放式的包括在内的意思，并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象数量或次序的限制；术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在该实施例中，给出了一种抗拉强度测试用卡具，其安装在进行抗拉测试的测试机的机头上，用于将测试机的拉力传递给待测试样。图1示出了该抗拉强度测试用卡具的分解结构，图中沿长度方向对其中的各个构件进行了分解；图2示出了该抗拉强度测试用卡具的剖面结构。

请参考图1和图2，该实施例中的抗拉强度测试用卡具包括拉伸杆1、粘接块2和连接轴3。拉伸杆1的上端用于与测试机连接，其端部设有圆形接口，使用时可通过销轴与测试机的机头连接在一起；拉伸杆1的下端设有可穿设连接轴3的第一轴孔11。粘接块2上设有可穿设连接轴3的第二轴孔21，因此粘接块2可以通过连接轴3转动连接在拉伸杆1的下端。

具体地说，第一轴孔11居中设置且垂直于拉伸杆1的长度方向，粘接块2的中部设有可容置拉伸杆1下端的凹槽22，第二轴孔21设在该凹槽22的槽壁上，粘接块2的下端为与待测试样相连的粘接面。使用时，在粘接面上涂覆有粘接剂，例如植筋胶，该粘接剂的抗拉强度应大于同类待测试样的抗拉强度，以确保在对待测试样进行抗拉实验时，待测试样与粘接块2的连接处不会分离。例如，在确定待测试样的材质后，通过查阅相关文献、检测数据等，可确定该类待测试样的抗拉强度的范围，在选取粘接剂时，确保该粘接剂的抗拉强度大于该类待测试样的抗拉强度的最大值即可，当然远大于该最大值时，检测效果更佳。

该抗拉强度测试用卡具中，拉伸杆1的下端处于粘接块2内，第一轴孔11、第二轴孔21和连接轴3均位于拉伸杆1的中心，在进行抗拉测试时，可将待测试样连接在粘接块2下端面的与拉伸杆1的轴线相对位置处。测试机的拉力可经由拉伸杆1、连接轴3、粘接块2传递给待测试样，由于传动部分是点、线接触，可使待测试样所受拉力与待测试样的轴线在同一方向，不会在待测试样上产生扭力，进而避免了试样在粘接根部断裂，提高了测试的精准度。另外，待测试块与粘接块2通过粘接剂直接相连，不会在待测试样的外周产生应力集中的情况，进而避免出现传统夹具在测试时越夹越紧，造成待测试样在夹具口处破坏的情况。同时，粘接块2与待测试样的粘接连接，保证了卡具与不会对待测试样造成预应力破坏。

在该实施例中，拉伸杆1的下端为扁平状，凹槽22为U形槽，其侧面可抵接在凹槽22的侧壁上，能够降低粘接块2在使用过程中沿图2中左右方向的晃动幅度。同时，粘接块2可绕连接轴3转动，因此该卡具还可适用于端面为倾斜面的待测试样。另外，在拉伸杆1下端的侧边处设有弧形倒角，便于装配该卡具，也可确保粘接块2可绕连接轴3顺畅地转动。

此外，在该实施例中，在第一轴孔11的中心位置设有向轴心处延伸的限位凸环12，在连接轴3的中心位置沿周向设有限位槽31，限位槽31的深度不小于4mm。其中，限位凸环12的内径为d

需要注意的是，粘接块2的下端面(即粘接面)的形状应与待测试样的形状相匹配。例如待测试样的端面为平面时，粘接面同样为平面；待测试样的端面为弧面时，粘接面同样为弧面。从而确保粘接块2能够与待测试样的端面紧密、牢固地连接在一起。

在该实施例中，第二轴孔21在粘接面上的垂直投影位于粘接面的中心，因此在将待测试样安装在粘接面上时，仅需将待测试样在粘接面上居中设置，即可保证测试机施加的拉力方向处于待测试样的中心线上，可以避免在待测试样上产生扭力，进而避免了试样在粘接根部断裂，提高了测试的精准度。

此外，在该实施例中，还公开了一种抗拉强度测试设备，该设备采用了上述的抗拉强度测试用卡具。具体地说，该抗拉强度测试设备包括一个可提供拉力的测试机，测试机上设有两个可以相互靠近/远离的机头，每个机头上均安装有一个上述抗拉强度测试用卡具，即拉伸杆1端部的接口与机头固定连接。此外，还包括控制机头运行、记录拉力值以及计算抗拉强度值的控制器和处理器，该部分可由计算机及相应的控制程序实现，具体过程不再赘述。

采用该抗拉强度测试设备在对待测试样进行抗拉强度测试时，包括如下步骤：

首先，在待测试样的端面和粘接面上涂覆粘接剂，在将待测试样的端面分别粘接在机头上的两个粘接块2上，直至二者的连接强度达到预设值。例如在采用植筋胶作为粘接剂时，二者粘接在一起后需静置三分钟以上，确保二者已牢固连接。并且粘接剂的抗拉强度应大于同类待测试样的抗拉强度。

之后，启动测试机，并按照预设的速率使测试机上的两个机头相互远离，直至待测试样被拉断，并记录拉断时刻测试机向待测试样所施加的拉力值。用户可通过计算机自行设置上述速率，拉力值也可由计算机进行记录，用于后续的计算。

最后，通过上述拉力值与待测试样的横截面面积即可计算待测试样的抗拉强度值。该计算过程同样可由计算机按照预设的程序自动执行。

采用该抗拉强度测试设备对无机非金属材料制成的试样进行抗拉强度测试时，由于拉伸杆1通过连接轴3的连接可带动粘接块2使待测试样上下移动，再加上传动部分是点、线接触，可使待测试样所受拉力与待测试样的轴线在同一方向，确保待测试样上不会出现扭力。对于低强度的待测试样，粘接块2与待测试样的粘接连接，保证了卡具与不会对待测试样造成预应力破坏。对于高强度待测试样，依靠粘接连接卡具与待测试样，保证了待测试样不会因为应力集中、实验加载过程中越夹越紧，出现待测试样在夹具口处破坏的情况。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。