混凝土冲击试验辅助工装及混凝土冲击试验装置的制作方法

1.本发明涉及混凝土冲击试验设备技术领域，特别是涉及一种混凝土冲击试 验辅助工装及混凝土冲击试验装置。


背景技术：

2.混凝土是目前世界上应用最广泛的建筑材料之一，也是世界上用量最大的 人工建筑材料。因此，混凝土动态力学性能进行研究和探讨是非常必要的。
3.在动态力学领域中，大部分动态力学的试验都集中在混凝土的抗压强度和 抗拉强度，根据现有的研究，在不同的加载速度下，混凝土的动态抗压强度和 抗折强度都与各自的静态力学性能差距较大，并且混凝土的破坏形式也不相同。 而混凝土材料的抗压性能是最基本的力学性能，混凝土作为结构性材料，必须 拥有足够的强度以抵制各种荷载的破坏，而由于其本身的材料特性是脆性，决 定了抗压强度是它的最重要的力学指标。因此，为保证混凝土工程的和预制构 件的质量，提高工程效益，对混凝土抗压强度进行质量控制，有非常重要的意 义。
4.目前，shpb霍普金斯分离式压杆、落锤冲击试验机是进行混凝土动态力学 性能试验最常用的设备。在传统的落锤试验中，直接将混凝土试件放在冲击试 验机上进行冲击试验。由于混凝土试件制作难以保证受压上下两面平行，落锤 与受压面不平行，存在空隙，会导致试件受力不均匀，数据和结果与实际情况 不符或有差距，使得实验结果精确度低。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对混凝土试件冲击试验受力不均匀，导致冲击试验精度 低的问题，提供一种混凝土冲击试验辅助工装及混凝土冲击试验装置，以保证 混凝土试件在进行冲击试验时，保持上下两面平行，保证混凝土试件受力均匀， 提高冲击试验结果的精确度。
6.其技术方案如下：
7.一方面，提供了一种混凝土冲击试验辅助工装，包括：
8.底座，所述底座固定连接在冲击试验机的实验平台上，所述底座的上端设 有用于放置混凝土试件的试件平台；
9.盖板，所述盖板的下端面抵接在所述混凝土试件的上端面上；
10.填充组件，所述填充组件设置在所述混凝土的上端面与所述盖板的下端面 之间，且所述填充组件充满所述混凝土试件与所述盖板之间的空隙；
11.连接组件，所述底座与所述盖板通过所述连接组件固定连接；
12.检测组件，用于检测所述盖板是否水平设置。
13.上述实施例的一种混凝土冲击试验辅助工装，通过采用连接组件相互连接 的底座和盖板，将混凝土试件夹持在底座和盖板之间，并放置在冲击试验机的 试验平台上进行冲击试验。其中，在混凝土试件和盖板之间还设有填充组件， 通过填充组件填满混凝土试件与盖板之间的空隙，从而使得混凝土试件与盖板 完全紧贴，保证混凝土试件接受冲击试
验时，混凝土试件受力均匀，有效保证 冲击试验的精确度。
14.更优地，还包括检测组件，用于检测盖板是否水平。因为混凝土试件接受 锤头的冲击是通过盖板进行传递，因此保证盖板的水平设置，以保证混凝土试 件受到的锤头的冲击力在传递过程中不发生偏移。具体地，在进行冲击试验前， 通过检测组件，将盖板调节为水平设置，避免冲击试验机的冲击力由盖板传递 到混凝土试件上时发生偏移，保证混凝土试件受力均匀，从而保证冲击试验的 精确度。
15.下面进一步对技术方案进行说明：
16.在其中一个实施例中，所述填充组件包括填充剂，所述填充剂为环氧树脂 胶粘剂。
17.在其中一个实施例中，所述填充组件还包括防粘膜，所述防粘膜设置在所 述填充剂和所述盖板之间。
18.在其中一个实施例中，所述检测组件包括水平仪，所述水平仪设置在所述 盖板的上端面上。
19.在其中一个实施例中，所述连接组件包括连接螺栓、第一限位螺母和第二 限位螺母，所述连接螺栓分别与所述第一限位螺母和所述第二限位螺母螺纹连 接；
20.所述螺栓分别贯穿所述底座和所述盖板设置，所述第一限位螺母与所述盖 板的上端面抵接，所述第二限位螺母与所述底座的下端面抵接。
21.在其中一个实施例中，所述锤头包括下端呈圆柱状设置的冲击部，所述混 凝土试件呈圆柱状，所述冲击部的底面直径大于所述混凝土试件的顶面直径。
22.在其中一个实施例中，所述盖板顶面设有扛冲部，所述冲击部的垂直投影 完全落入所述扛冲部的垂直投影内。
23.另一方面，还提供了一种混凝土冲击试验装置，包括上述的一种混凝土冲 击试验辅助工装，还包括：
24.机架，所述机架上设置有用于放置所述混凝土冲击试验辅助工装的试验平 台；
25.冲击机构；所述冲击机构滑动设置在所述机架上，所述冲击机构包括用于 对所述混凝土冲击试验辅助工装进行冲击试验的锤头，所述锤头设置在所述试 验平台的正上方；
26.压力传感器，所述压力传感器设置在所述冲击机构上，用于感应所述冲击 机构对所述混凝土试件的冲击力。
27.上述实施例的一种混凝土冲击试验装置，在机架上滑动设置冲击机构，通 过冲击机构的锤头对放置在试验平台上的混凝土试件进行冲击试验。其中，锤 头设置在试验平台正上方，使得锤头直接垂直滑下，即可完成冲击试验，而且 保证锤头产生的冲击力垂直向下。进一步地，在冲击机构上设置压力传感器， 用于感应冲击机构对混凝土试件产生的冲击力，以便用于计算混凝土试件的相 关动态力学性能。
28.在其中一个实施例中，所述机架还包括滑轨，所述冲击机构包括冲击架， 所述锤头设置在所述冲击架上，所述冲击架滑动连接在所述滑轨上。
29.在其中一个实施例中，所述滑轨垂直设置在所述试验平台上。
附图说明
30.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性
实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，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的附图。
32.图1为一个实施例的混凝土冲击试验辅助工装结构示意图；
33.图2为图1的混凝土冲击试验辅助工装俯视图；
34.图3为一个实施例的混凝土冲击试验装置结构示意图。
35.附图标记说明：
36.300、混凝土冲击试验装置；310、机架；311、试验平台；312、滑轨；320、 冲击机构；321、冲击架；322、锤头；330、压力传感器；
37.100、混凝土冲击试验辅助工装；110、底座；120、盖板；130、填充组件； 131、填充剂；132、防粘膜；140、连接组件；141、螺栓、142、第一限位螺母； 143、第二限位螺母；150、检测组件；151、水平仪；
38.200、混凝土试件。
具体实施方式
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对 本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以 便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实 施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发 明不受下面公开的具体实施例的限制。
40.如图1至图3所示，在一个实施例中，提供了一种混凝土冲击试验辅助工 装100，包括底座110、盖板120、填充组件130、连接组件140及检测组件150， 底座110固定连接在冲击试验机的试验平台311上，底座110的上端设有用于放 置混凝土试件200的试件平台。盖板120的下端面抵接在混凝土试件200的上 端面上，并通过连接组件140与底座110固定连接，将混凝土试件200夹持在 底座110和盖板120之间，并放置在冲击试验机的试验平台311上进行冲击试 验。其中，底座110的的试件平台与盖板120平行设置，以保证混凝土试件200 在底座110和盖板120的夹持中保持上下两面基本保持平行。
41.进一步地，填充组件130设置在混凝土的上端面与盖板120的下端面之间， 且填充组件130充满混凝土试件200与盖板120之间的空隙，从而使得混凝土 试件200与盖板120完全紧贴。即此时混凝土试件200与底座110的试件平台 也是完全紧贴的状态，进而保证混凝土试件200是上下两面实现平行，确保混 凝土试件200在接受冲击试验时受力均匀，提高试验的精确度。
42.更进一步地，通过采用检测组件150，用于检测盖板120是否水平。在本实 施例中，混凝土试件200接受锤头322的冲击是通过盖板120进行传递，因此 保证盖板120的水平设置，以保证混凝土试件200受到的锤头322的冲击力在 传递过程中不发生偏移。具体地，在进行冲击试验前，通过检测组件150，将盖 板120调节为水平设置，避免冲击试验机的冲击力由盖板120传递到混凝土试 件200上时发生偏移，保证混凝土试件200受力均匀，从而保证冲击试验的精 确度。而且，本工装结构简单，操作方便，而且可以重复利用，只需要在每
次 试验完成后，处理和更换混凝土试件200即可。
43.在一个实施例中，填充组件130包括填充剂131和防粘膜132，防粘膜132 设置在填充剂131和盖板120之间，以避免填充剂131粘在盖板120上，影响 盖板120的重复利用。在本实施例中，所采用的填充剂131为环氧树脂胶粘剂， 通过环氧树脂胶粘剂能够有效填混凝土试件200不规则的表面与盖板120之间 产生的空隙。然后通过聚乙烯薄膜作为防粘膜132，能够有效避免环氧树脂胶粘 剂粘在盖板120上。当然，在本实施例之外，还可以采用其他形式的填充剂131 和防粘膜132，甚至可以采用不粘的填充剂131，从而不需要防粘膜132的设计， 这样的设计均属于本发明保护的范围。
44.在一个实施例中，检测组件150包括水平仪151，水平仪151设置在盖板 120的上端面上，以准确检测盖板120是否水平。具体地，在本实施例中，采用 两个水平仪151，分别垂直设置在盖板120上，以进一步保证整个盖板120均呈 水平设置。更优地，还可以在底座110的试件平台上也设置水平仪151，以保证 试件平台水平设置，从而保证混凝土试件200上下两面平行设置，保证混凝土 试件200受力均匀。当然，为避免冲击试验过程中，设置在试件平台上的水平 仪151受到盖板120或混凝土试件200残屑冲击，可以将水平仪151转动设置 在试件平台的边缘。在进行冲击试验时，将水平仪151翻转至底座110的侧面 上，以避免水平仪151受到冲击。具体地，可以采用活叶等结构实现上述水平 仪151的转动设置。此外，在本实施例之外，还可以采用其他的检测组件150， 如传感器、激光机构等，这样的设计也属于本发明的保护范围。
45.在一个实施例中，连接组件140包括连接螺栓141、第一限位螺母142和第 二限位螺母143，连接螺栓141分别与第一限位螺母142和第二限位螺母143螺 纹连接。螺栓141分别贯穿底座110和盖板120设置，第一限位螺母142与盖 板120的上端面抵接，第二限位螺母143与底座110的下端面抵接。从而，通 过第一限位螺母142和第二限位螺母143使得盖板120与底座110将混凝土试 件200夹紧，而盖板120还可以在锤头322的冲击下向下移动，产生对混凝土 试件200的冲击。此外，在本实施例之外，还可以采用其他的连接方式，如通 过卡扣的连接固定方式，将卡扣分别卡在盖板120的上端面和底座110的下端 面，实现与第一限位螺母142和第二限位螺母143的作用，这样的设计也属于 本发明的保护范围。
46.在实际操作过程中，在一个实施例中，锤头322包括下端呈圆柱状设置的 冲击部，混凝土试件200呈圆柱状，冲击部的底面直径大于混凝土试件200的 顶面直径。以保证锤头322冲击时，混凝土试件200的顶面完全覆盖来自锤头 322的冲击力，保证混凝土试件200受力均匀。更优地，盖板120顶面设有扛冲 部，冲击部的垂直投影完全落入扛冲部的垂直投影内。从而保证锤头322的冲 击力完全传递到盖板120上，并通过盖板120传递给混凝土试件200，进一步保 证混凝土试件200受力均匀，保证试验结果的精确性。
47.当然，在本实施例之外，锤头322或混凝土试件200的形状还可以设置成 长方体结构，只要能够满足锤头322的冲击力完全落入混凝土试件200的顶面， 保证混凝土试件200均匀受力即可，这样的设计均属于本发明的保护范围。
48.如图3所示，在一个实施例中，还提供了一种混凝土冲击试验装置300，包 括上述的一种混凝土冲击试验辅助工装100，还包括机架310、冲击机构320及 压力传感器330，机架310上设置有用于放置混凝土冲击试验辅助工装100的试 验平台311。冲击机构320滑动设置在机架310上，冲击机构320包括用于对混 凝土冲击试验辅助工装100进行冲击试验的
锤头322，锤头322设置在试验平台 311的正上方。通过锤头322对混凝土冲击试验辅助工装100冲击，再通过混凝 土冲击试验辅助工装100将冲击力传递给混凝土试件200，实现对混凝土试件 200的冲击试验。压力传感器330设置在冲击机构320上，用于感应冲击机构 320对混凝土试件200的冲击力。
49.在本实施例中，在机架310上滑动设置冲击机构320，通过冲击机构320的 锤头322对放置在试验平台311上的混凝土试件200进行冲击试验。其中，锤 头322设置在试验平台311正上方，使得锤头322直接垂直滑下，即可完成冲 击试验，而且保证锤头322产生的冲击力垂直向下。进一步地，在冲击机构320 上设置压力传感器330，用于感应冲击机构320对混凝土试件200产生的冲击力， 以便用于计算混凝土试件200的相关动态力学性能。
50.具体地，在一个实施例中，机架310还包括滑轨312，滑轨312垂直设置在 试验平台311上，冲击机构320包括冲击架321，锤头322设置在冲击架321上， 冲击架321滑动连接在滑轨312上，在冲击试验过程中，冲击架321沿着滑轨 312垂直滑下，带动锤头322向下对混凝土试件200进行冲击试验，保证冲击力 垂直向下，保证试验结果准确。
51.需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某 体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其 他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再 与“构件的其他部分”组合成一个整体。本技术对上述“某体”、“某部”的 表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本技术的保护的范围的 限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本技术等同的技术方案。
52.需要说明的是，本技术“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含 的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模 块化组装。本技术对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读， 而不是对本技术的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理 解是本技术等同的技术方案。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、
ꢀ“
长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
ꢀ“
右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、
ꢀ“
逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。本发明中使用的术语“和/或”包括一个或多 个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
54.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
ꢀ“
第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，
ꢀ“
多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
55.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作 用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具 体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或
ꢀ“
下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接 接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特 征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特 征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
57.需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安 设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。 当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或 者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定传动连接
”ꢀ
另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定， 能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术 中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二 者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。 本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述 只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。本文所使用的术语“和/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
58.还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描 述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技 术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基 本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。
59.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述 实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特 征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但 并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要 求为准。