[发明专利]高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置及方法

权利要求书

1.一种高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：它包括试件夹持机构和拉伸测量机构；所述拉伸测量机构位于试件夹持机构的上楔形夹（11）和下楔形夹（12）之间，拉伸测量机构两侧的螺杆（21）上端与试件夹持机构的上楔形夹（11）滑动配合，螺杆（21）下端与下楔形夹（12）连接固定；位移传感器（26）的固定端与上夹具（22）连接固定，伸缩端与下夹具（23）抵触；上楔形夹（11）和下楔形夹（12）承受荷载后，螺杆（21）上端的限位螺母（25）与上楔形夹（11）抵触将荷载转移至拉伸测量机构；

所述试件夹持机构包括上楔形夹（11）和下楔形夹（12），以及位于上楔形夹（11）和下楔形夹（12）上设置的楔形槽（13）；

所述上楔形夹（11）和下楔形夹（12）上的楔形槽（13）的横截面较小的一端相互对称，上楔形夹（11）和下楔形夹（12）远离横截面较小的一端设置连接板（14）；

所述拉伸测量机构包括上夹具（22）和下夹具（23），螺杆（21）位于上夹具（22）和下夹具（23）的夹持孔两侧。

2.根据权利要求1所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：所述上楔形夹（11）下侧面设置通孔与螺杆（21）滑动配合，下楔形夹（12）上侧面设置螺纹孔与螺杆（21）螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：所述螺杆（21）两端分别设置固定螺母（24）和限位螺母（25），固定螺母（24）与螺杆（21）连接固定，限位螺母（25）与螺杆（21）螺纹配合。

4.根据权利要求3所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：所述螺杆（21）上的固定螺母（24）和限位螺母（25）分别位于下夹具（23）下侧面的下部和上夹具（22）上侧面的上部。

5.根据权利要求1所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：所述上夹具（22）和下夹具（23）为组合结构，分别由两个相互对称的夹板组成，紧固件穿过两个夹板组成一个整体。

6.根据权利要求1所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，其特征是：所述上夹具（22）的夹板两端分别设置安装孔，位移传感器（26）的固定端与安装孔配合，锁紧螺钉穿过安装孔与位移传感器（26）抵触锁紧。

7.根据权利要求1~6任一项所述的高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置的控制方法，其特征是，它包括如下步骤：

S1，夹持，上夹具（22）和下夹具（23）分别夹持狗骨试件（3）的均匀直线段的两端；位移传感器（26）位于上夹具（22）的两端与其连接固定；

S2，插入，将螺杆（21）上端插入上楔形夹（11）下侧面的通孔内，此时，螺杆（21）下端不与下楔形夹（12）连接；

S3，扣合，将狗骨试件（3）两端的变径段分别扣入上楔形夹（11）和下楔形夹（12）的楔形槽（13）内；

S4，连接，将螺杆（21）上端从上楔形夹（11）的通孔内向下拔出一段距离，使螺杆（21）下端与下楔形夹（12）的螺纹孔对应，施加固定螺母（24）的旋钮力驱动螺杆（21）旋转与下楔形夹（12）的螺纹孔配合，直至固定螺母（24）与下楔形夹（12）上侧面抵触锁紧；

S5，试验准备，万能材料力学试验机的拉伸端与上楔形夹（11）的连接板（14）连接，万能材料力学试验机的固定座与下楔形夹（12）的连接板（14）连接；位移传感器（26）和万能材料力学试验机与PLC控制系统连接；对位移传感器（26）进行复位归零；

S6，试验，万能材料力学试验机向上拉伸上部的上楔形夹（11），狗骨试件在拉伸的过程中其均匀直线段受拉变形、发生延展及产生裂缝；

S7，位移，在S6中，狗骨试件受拉后位移传感器（26）将感应的位移数据传输给PLC控制系统，同时PLC控制系统记录万能材料力学试验机的拉力大小；

S8，限位，依次重复S6，当万能材料力学试验机达到试验设定值后，旋转限位螺母（25）使其与上楔形夹（11）下侧面抵触；此时，螺杆（21）的限位螺母（25）和固定螺母（24 ）分别与上楔形夹（11）和下楔形夹（12）抵触；

S9，卸荷和持荷，解除万能材料力学试验机与上楔形夹（11）和下楔形夹（12）的连接，拉伸荷载转移至试件夹持机构和拉伸测量机构，保持受拉后的狗骨试件在应变状态下不卸荷；之后再对试件裂缝分布型式进行观察。