一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具

摘要

本实用新型公开了一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具，其包括用于放置试块的夹具外框，夹具外框的顶部设置有加压机构，加压机构用于向试块施加压力，加压机构包括加压螺杆和加压板，加压螺杆和加压板接触连接，加压板与试块接触连接，加压板与试块之间设置有薄膜压力传感器，薄膜压力传感器与外部显示器连接；本实用新型在加压板与试件之间设置有薄膜压力传感器，可根据显示的压力，对不同试件施加相同的初始固定压力，提高试验的规律性和稳定性。

说明书

技术领域

本实用新型涉及压剪断裂试验技术领域，具体涉及一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具。

背景技术

岩石、混凝土等作为在工程建设中广泛应用的准脆性材料，由于其非均质性，所以研究其破坏时平均强度的尺寸效应及压剪复合断裂的相关特性是研究准脆性材料的主要内容。通常情况下需要通过对不同尺寸准脆性材料的长方体试样进行压剪实验获得规律和结论，因此对准脆性材料试样的固定就需要相应的夹具来实现，而不同的夹具性能会对试样的初始状态产生影响，从而影响实验的规律性和准确性。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具，解决了实验夹具固定不同尺寸的准脆性材料的初始状态不同，从而影响实验的规律性和准确性的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具，其包括用于放置试块的夹具外框；

夹具外框的顶部设置有加压机构，加压机构用于向试块施加压力；

加压机构包括加压螺杆和加压板，加压螺杆和加压板接触连接，加压板与试块之间接触连接；

加压板与试块之间设置有薄膜压力传感器，薄膜压力传感器与外部显示器连接。

本实用新型在加压板和试块之间设置有薄膜压力传感器，在实验夹具固定不同尺寸的准脆性材料时，施加相同的初始固定压力，进而提高试验的规律性和准确性。

进一步地，夹具外框的底部为试块放置平台，放置平台上开设有凹槽，凹槽上设置有标尺。

本方案的凹槽对试件的变形和断裂提供空间，标尺为试块位置的确定提供参照和标准。

进一步地，夹具外框的顶部开设有螺母孔，螺母孔内穿设有加压螺杆，加压螺杆和螺母孔配合向加压板施加压力，使加压板挤压试块。

本方案采用螺母孔和加压螺杆配合，并通过加压板向试块施加压力。

进一步地，加压螺杆的底端穿过夹具外框上的螺纹孔与接触球固定连接，加压螺杆的顶端固定连接有螺杆旋钮。

本方案通过旋转螺杆旋钮，使加压螺杆向下施加压力。

进一步地，加压螺杆的顶端设置有锁定旋钮，锁定旋钮位于螺杆旋钮下方，锁定旋钮用以紧固加压螺杆。

进一步地，加压板为矩形板，矩形板上表面开设有适配接触球的球槽，球槽内填充有润滑油，润滑油用以减小摩擦力。

本方案的球槽用以配合接触球，增大接触面积，润滑油用以减小摩擦力。

进一步地，矩形板下表面开设有线槽和穿线孔，薄膜压力传感器安装于矩形板下表面，且薄膜压力传感器的信号线穿过线槽和穿线孔与外部显示器信号连接。

本方案的线槽和穿线孔用于防止矩形板和试块挤压薄膜压力传感器的线路。

进一步地，矩形板上设置有第二标尺，第二标尺为试块位置的确定提供参照。

进一步地，夹具外框为一体式金属外框，且开设有三角形镂空，三角形镂空可以在实验过程中观察试块变化。

本实用新型公开了一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具，其有益效果为：

1、本实用新型在加压板与试件之间设置有薄膜压力传感器，可根据显示的压力，对不同试件施加相同的初始固定压力，提高试验的规律性和稳定性。

2、本实用新型采用一个加压螺杆和一个加压板相互联动的配合，对试件固定并施加压力，避免了多个螺杆在不同位置对试件固定加压而导致的初始压力不均，继而影响试件的性质。

3、本实用新型设置有标尺，可参照标尺确定位置，提高实验的一致性。

4、本实用新型的夹具外框为一体式设计，降低了多构件所组成的外框在构件连接上的复杂性及反复使用后的不稳定性。

5、本实用新型的夹具外框设置有三角形镂空，既满足固定构件的需求，也满足构件受剪压破坏过程中的观察需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具的结构示意图。

图2为本实用新型的一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具的剖面示意图。

图3为本实用新型的夹具外框的结构示意图。

图4为本实用新型的加压螺杆和加压板的结构示意图。

图5为本实用新型的加压板下表面的结构示意图。

其中，1、夹具外框；2、加压螺杆；3、加压板；4、试件；101、螺纹孔；102、试块放置平台；103、凹槽；104、第一标尺；201、接触球；202、螺杆旋钮；203、锁定旋钮；301、球槽；302、薄膜压力传感器；303、线槽；304、穿线孔；305、第二标尺。

具体实施方式

面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

根据本申请的实施例一，参考图1，本实施例的一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具，其包括用于放置试块4的夹具外框1。

夹具外框1的顶部设置有加压机构，夹具外框1和加压机构配合向试块4施加压力。

加压机构包括加压螺杆2和加压板3，加压螺杆2和加压板3接触连接。

加压板3与试块4之间设置有薄膜压力传感器302，薄膜压力传感器302与外部显示器连接，薄膜压力传感器302检测加压板3向试块4施加的压力，并于外部显示器显示，进而对不同的试块4施加相同的初始压力。

作为本实施例夹具外框1的进一步方案，参考图3，夹具外框1为一体式金属外框，且开设有三角形镂空，通过三角形镂空可以在实验过程中观察试块4的变化。

夹具外框1的底部为试块放置平台102；放置平台102上开设有凹槽103，放置平台102用于放置试块4，凹槽103低于放置平台102，能够为试块4的变形或者断裂提供自由空间，凹槽103上设置有第一标尺104，第一标尺104对试块4在放置平台102上的放置提供参照和标准。

夹具外框1的顶部开设有螺纹孔101，螺纹孔101内穿设有加压螺杆2，加压螺杆2和螺纹孔101配合，向加压板3施加压力，使加压板3挤压试块4。

作为本实施例加压螺杆2进一步方案，加压螺杆2的底端穿过夹具外框1上螺纹孔101与接触球201固定连接，接触球201为金属球；加压螺杆2的顶端固定连接有螺杆旋钮202，通过旋转螺杆旋钮202，调节加压螺杆2的上下位置。

加压螺杆2上设置有锁定旋钮203，锁定旋钮203位于螺杆旋钮202下方，通过上下调节锁定旋钮203的位置，锁紧加压螺杆2。

作为本实施例加压板3进一步方案，加压板3为矩形板，矩形板上表面开设有适配接触球201的球槽301；加压板3用以将加压螺杆2施加的点载荷转变为面载荷均匀的施加在试块4上；球槽301用以增大与接触球201的接触面积，并消除压力角，球槽301内填充有润滑油，用以减少接触球201和球槽301之间的摩擦。

矩形板下表面设置有薄膜压力传感器302，且开设有线槽303和穿线孔304；薄膜压力传感器302的线路穿过线槽303和穿线孔304与外部显示器连接，薄膜压力传感器302用以检测加压板3向试块4施加的压力，并将数据传送至外部显示器。

矩形板上设置有第二标尺305，用以给试块4的上部提供参照和标准。

本实施例一种准脆性材料压剪复合断裂的实验夹具的工作原理为：

本实用新型在实际应用中，将试块4放入夹具外框1中的试块放置平台102上，试块4部分悬空在凹槽103上，凹槽103提供剪切破坏空间，试块4的顶部与加压板3的下表面接触，加压板3的下表面设置有薄膜压力传感器302，且薄膜压力传感器302的信号线穿过线槽303和穿线孔304与外部显示器连接。

然后，对加压板3上表面的球槽301涂抹润滑油，旋转螺杆旋钮202，将加压螺杆2向下移动，使接触球201与加压板3上表面的球槽301接触，且接触球201向加压板3施加压力，进而加压板3固定试块4并向试块4施加压力，随后旋转锁定旋钮203，固定加压螺杆2的位置。

最后，加压板3下表面设置的薄膜压力传感器302检测加压板3向试块4施加的压力，并将检测到的数据通过信号线传输至外部显示器。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。