專(zhuān)利名稱(chēng)：脆性材料力試驗(yàn)連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拉壓力試驗(yàn)裝置附件，特別涉及一種用于脆性材料拉壓力試驗(yàn)裝置的附件。
背景技術(shù)：
巖石等脆性材料與其它材料一樣，在進(jìn)行應(yīng)用或者施工前需要進(jìn)行拉壓力試驗(yàn)。 而對(duì)于巖石等脆性材料來(lái)說(shuō)，最顯著的特性就是抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度。而工程實(shí)踐中， 常會(huì)出現(xiàn)例如大型洞室的頂?shù)装迨芰?、采礦工程中的巷道、采場(chǎng)頂板的穩(wěn)定性、放礦時(shí)礦體的冒落等受拉應(yīng)力支配的現(xiàn)象。然而，在巖石力學(xué)領(lǐng)域，巖石的力學(xué)特性主要集中在壓應(yīng)力條件下的力學(xué)響應(yīng)，包括單軸、雙軸和三軸試驗(yàn)等，對(duì)拉應(yīng)力作用下巖石的力學(xué)特性研究相對(duì)較少。而上述受拉應(yīng)力支配的現(xiàn)象中，如果沒(méi)有拉應(yīng)力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，則會(huì)對(duì)巖石承受壓應(yīng)力性能估計(jì)不足而導(dǎo)致事故發(fā)生。為解決上述問(wèn)題，出現(xiàn)了一系列的拉伸試驗(yàn)裝置，但用于檢測(cè)壓力的試樣承載結(jié)構(gòu)和用于檢測(cè)拉力的承載結(jié)構(gòu)不同，不具有通用性，因而實(shí)驗(yàn)過(guò)程需獨(dú)立進(jìn)行，獨(dú)立制樣， 降低工作效率。特別是現(xiàn)有技術(shù)的試樣承載結(jié)構(gòu)不具有適應(yīng)性；壓力和拉力試驗(yàn)中導(dǎo)致力的方向與承載點(diǎn)偏離，導(dǎo)致測(cè)得的承受力指標(biāo)不準(zhǔn)，為后續(xù)施工提供不準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，從而留下安全隱患。為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利ZL89214847. 0公開(kāi)了一種用于拉伸試驗(yàn)的輔助設(shè)備，通過(guò)半球體與上鋼塊之間形成球面配合，上鋼塊固定連接于下鋼塊，半球體的平面與下鋼塊的上表面相對(duì)，在拉伸過(guò)程中，由于半球體的作用，能夠適應(yīng)并一定的偏心力。由以上敘述可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的試樣連接裝置均為相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)拉力試驗(yàn)試樣連接裝置不能用于壓力試驗(yàn)，或者說(shuō)不適用于壓力試驗(yàn)，而壓力試驗(yàn)試樣連接裝置更無(wú)法應(yīng)用于拉力試驗(yàn)，導(dǎo)致試驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，效率較低。前述用于拉伸試驗(yàn)的輔助設(shè)備在進(jìn)行拉力試驗(yàn)時(shí)，由于半球體的平面與下鋼塊的上表面相對(duì)，因而會(huì)在適應(yīng)偏心力時(shí)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干擾，導(dǎo)致該構(gòu)件只能適應(yīng)于較小偏心距的偏心力，通用性較強(qiáng)；同時(shí)，半球體上部的壓蓋孔對(duì)與半球體連接的連接桿形成約束，對(duì)適應(yīng)偏心力的偏心距范圍造成不良影響；該構(gòu)件各個(gè)零件之間的間隙較大，否則不能轉(zhuǎn)動(dòng)以適應(yīng)偏心力，導(dǎo)致空位移較大，不能精確檢測(cè)。而且，該構(gòu)件不具有通用性，也就是其進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，不具有偏心力的自適應(yīng)能力。因此，需要一種用于脆性材料進(jìn)行拉力和壓力試驗(yàn)的連接裝置，能夠適用于脆性材料(巖石)的壓力試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性，利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；同時(shí)，在進(jìn)行拉力試驗(yàn)和壓力試驗(yàn)時(shí)對(duì)偏心拉力和偏心壓力均具有自適應(yīng)校正的能力，避免檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，從而保證安全施工。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，能夠適用于脆性材料(巖石)的壓力試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性，利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；同時(shí)，在進(jìn)行拉力試驗(yàn)和壓力試驗(yàn)時(shí)對(duì)偏心拉力和偏心壓力均具有自適應(yīng)校正的能力，避免檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，從而保證安全施工。本發(fā)明的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，包括結(jié)構(gòu)相同的上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)， 上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)均包括連接座、自適應(yīng)球體和壓蓋，所述連接座設(shè)有用于包容自適應(yīng)球體表面的球面槽，壓蓋設(shè)有壓蓋孔，所述壓蓋固定連接于連接座，壓蓋孔邊緣壓在自適應(yīng)球體使自適應(yīng)球體壓于球面槽，所述自適應(yīng)球體的部分球體外露于壓蓋孔，與自適應(yīng)球體外露于壓蓋孔的部分球體固定連接設(shè)有承力件；所述上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)之間的連接座上下相背設(shè)置，試件位于上連接結(jié)構(gòu)的連接座和下連接結(jié)構(gòu)的連接座之間。進(jìn)一步，所述自適應(yīng)球體外露于壓蓋孔的部分球體的豎直高度為自適應(yīng)球體總高度的1/3 ；進(jìn)一步，所述自適應(yīng)球體為長(zhǎng)軸位于水平方向的橢球體；進(jìn)一步，所述球面槽深度小于橢球體短軸的1/2 ；進(jìn)一步，所述承力件為與自適應(yīng)球體一體成型的短粗螺桿；進(jìn)一步，壓蓋孔的邊緣為與自適應(yīng)球體之間形成包容的內(nèi)球面結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步，所述壓蓋通過(guò)螺紋連接固定連接于連接座。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，采用連接座、自適應(yīng)球體和壓蓋組成配合結(jié)構(gòu)，由于球體的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)發(fā)生干擾，至少在足夠大的轉(zhuǎn)交范圍內(nèi)不會(huì)與相互配合的零件發(fā)生干擾，具有較好的自適應(yīng)性；并且球體的部分球體外露于壓蓋孔，不會(huì)發(fā)生豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，能夠適用于脆性材料(巖石)的壓力試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性，利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；同時(shí)，在進(jìn)行拉力試驗(yàn)和壓力試驗(yàn)時(shí)對(duì)偏心拉力和偏心壓力均具有自適應(yīng)校正的能力，避免檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差，為后續(xù)施工提供準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，從而保證安全施工。
附圖說(shuō)
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明進(jìn)行拉應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明進(jìn)行壓應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為本發(fā)明進(jìn)行拉應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明進(jìn)行壓應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中均體現(xiàn)了連接裝置的結(jié)構(gòu)，如圖所示本實(shí)施例的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，包括結(jié)構(gòu)相同的上連接結(jié)構(gòu)a和下連接結(jié)構(gòu)b，上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)均包括連接座3、自適應(yīng)球體1和壓蓋2，所述連接座3設(shè)有用于包容自適應(yīng)球體表面的球面槽31，壓蓋2設(shè)有壓蓋孔21，所述壓蓋2固定連接于連接座3，壓蓋孔21邊緣壓在自適應(yīng)球體1使自適應(yīng)球體1壓于球面槽31，所述自適應(yīng)球體1的部分球體11外露于壓蓋孔21，與自適應(yīng)球體1外露于壓蓋孔21的部分球體11固定連接設(shè)有承力件7 ；所述上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)之間的連接座上下相背設(shè)置，試件4位于上連接結(jié)構(gòu)的連接座和下連接結(jié)構(gòu)的連接座之間。
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本實(shí)施例中，所述自適應(yīng)球體1外露于壓蓋孔21的部分球體11的豎直高度為自適應(yīng)球體1總高度的1/3 ；能夠較好的避免壓蓋孔21與承力件7在豎直平面內(nèi)(連接件軸向)的轉(zhuǎn)動(dòng)干擾，具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因而，對(duì)偏心力的偏心距具有較大范圍的適應(yīng)性，使檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確；該數(shù)值的外露高度，不但能夠避免轉(zhuǎn)動(dòng)干擾，還保證壓蓋2與自適應(yīng)球體1之間的配合，避免在壓力或拉力作用下發(fā)生變形，保證使用壽命及其試驗(yàn)時(shí)的穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，所述自適應(yīng)球體1為長(zhǎng)軸位于水平方向的橢球體；增大橫向尺寸，減小豎直尺寸，利于保證構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。本實(shí)施例中，所述球面槽31深度小于橢球體短軸的1/2 ；保證橢球結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)球體在豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，在保證穩(wěn)定性的同時(shí)，具有對(duì)較大偏心距的偏心力的適應(yīng)性。本實(shí)施例中，所述承力件7為與自適應(yīng)球體1 一體成型的短粗螺桿；可以連接拉應(yīng)力部件，也可以連接適用于壓應(yīng)力的部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便。本實(shí)施例中，壓蓋孔21的邊緣為與自適應(yīng)球體1之間形成包容的內(nèi)球面結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增大接觸面積，不但對(duì)球體進(jìn)行較好的約束，還能增大承載能力，避免出現(xiàn)過(guò)度磨損。本實(shí)施例中，所述壓蓋2通過(guò)螺紋連接固定連接于連接座3，可根據(jù)自適應(yīng)球體1
與壓蓋孔21邊緣或者與球面槽31的配合情況調(diào)整連接松緊，并在磨損后可以通過(guò)調(diào)整補(bǔ) m
te ο本發(fā)明在使用時(shí)，上連接結(jié)構(gòu)a和下連接結(jié)構(gòu)b之間的連接座上下相背設(shè)置，試件 4位于上連接結(jié)構(gòu)的連接座和下連接結(jié)構(gòu)的連接座之間；當(dāng)進(jìn)行拉應(yīng)力試驗(yàn)時(shí)，巖石(或其它脆性材料)試樣4兩端通過(guò)粘膠10與對(duì)應(yīng)的連接座粘接，下連接結(jié)構(gòu)短粗螺桿固定于試驗(yàn)臺(tái)5上，上連接結(jié)構(gòu)a的短粗螺桿通過(guò)柔性索8由千斤頂?shù)仁┝?gòu)件施加拉應(yīng)力，如圖， 柔性索8通過(guò)拉應(yīng)力冒9螺紋連接于短粗螺桿，采用柔性索8能更好的校正偏心力，試驗(yàn)過(guò)程中可采用傳感器6等結(jié)構(gòu)采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行后續(xù)計(jì)算和試驗(yàn)；在進(jìn)行壓應(yīng)力實(shí)驗(yàn)室，上連接結(jié)構(gòu)a和下連接結(jié)構(gòu)b中其中一個(gè)短粗螺桿連接于試驗(yàn)臺(tái)，另一短粗螺桿螺紋配合設(shè)置一承力塊9a，試樣4位于上連接結(jié)構(gòu)a的連接座和下連接結(jié)構(gòu)b的連接座之間，不需要粘接；直接通過(guò)千斤頂?shù)葘?duì)承力塊施加壓力，由于自適應(yīng)球體的作用，避免偏心力的不利影響。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于包括結(jié)構(gòu)相同的上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)，上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)均包括連接座、自適應(yīng)球體和壓蓋，所述連接座設(shè)有用于包容自適應(yīng)球體表面的球面槽，壓蓋設(shè)有壓蓋孔，所述壓蓋固定連接于連接座，壓蓋孔邊緣壓在自適應(yīng)球體使自適應(yīng)球體壓于球面槽，所述自適應(yīng)球體的部分球體外露于壓蓋孔，與自適應(yīng)球體外露于壓蓋孔的部分球體固定連接設(shè)有承力件；所述上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)之間的連接座上下相背設(shè)置，試件位于上連接結(jié)構(gòu)的連接座和下連接結(jié)構(gòu)的連接座之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于所述自適應(yīng)球體外露于壓蓋孔的部分球體的豎直高度為自適應(yīng)球體總高度的1/3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于所述自適應(yīng)球體為長(zhǎng)軸位于水平方向的橢球體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于所述球面槽深度小于橢球體短軸的1/2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于所述承力件為與自適應(yīng)球體一體成型的短粗螺桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于壓蓋孔的邊緣為與自適應(yīng)球體之間形成包容的內(nèi)球面結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，其特征在于所述壓蓋通過(guò)螺紋連接固定連接于連接座。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種脆性材料力試驗(yàn)連接裝置，包括結(jié)構(gòu)相同的上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)，上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)均包括連接座、自適應(yīng)球體和壓蓋，連接座設(shè)有用于包容自適應(yīng)球體表面的球面槽，壓蓋設(shè)有壓蓋孔，壓蓋孔邊緣壓在自適應(yīng)球體使自適應(yīng)球體壓于球面槽，自適應(yīng)球體的部分球體外露于壓蓋孔；上連接結(jié)構(gòu)和下連接結(jié)構(gòu)之間的連接座上下相背設(shè)置，試件位于上連接結(jié)構(gòu)的連接座和下連接結(jié)構(gòu)的連接座之間，本發(fā)明具有較好的自適應(yīng)性，不會(huì)發(fā)生豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，能夠適用于脆性材料(巖石)的壓力試驗(yàn)和拉力試驗(yàn)，具有較強(qiáng)的通用性，利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；同時(shí)，在進(jìn)行拉力試驗(yàn)和壓力試驗(yàn)時(shí)對(duì)偏心拉力和偏心壓力均具有自適應(yīng)校正的能力。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102288479SQ20111012446
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者伍川生, 侯龍, 劉東燕, 張訓(xùn)祥, 朱正偉, 李東升, 王平, 羅云菊, 董倩, 蔣海飛, 薛凱喜, 趙寶云, 鄭志明, 顧文杰 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)