一种承载装置、含承载装置的测试装置及测试方法

1.本发明涉及木材承压强度测试技术领域，具体涉及一种用于木材销槽承压试件的承载装置、含承载装置的测试装置及测试方法。


背景技术：

2.木结构内部荷载的传递和建筑构造的设计离不开销轴类连接件的使用，木材的销槽承压强度是确定木结构销轴类连接承载力的关键因素之一。同时，木结构销轴类连接所承受荷载的方向(下文简称荷载方向)与木材纹理方向之间的夹角，对连接节点的性能有着决定性的影响。
3.目前，木材销槽承压强度的测试方法主要有两种：半孔试件法和全孔试件法。例如，美国标准astm d5764推荐采用半孔试件法和全孔试件法；我国标准gb/t 39422采用了美国标准astm d5764中的半孔试件法；巴西标准abnt nbr 7190和欧洲标准en 383推荐采用全孔试件法；国际标准iso 10984-2允许采用半孔试件法和全孔试件法。在测试时，美国标准astm d5764采用速率为(1
±
0.5)mm/min的单调加载方法，1～10min内达到最大荷载；巴西标准abnt nbr 7190采用循环加载的方法；欧洲标准en 383采用预加载的方法；国际标准iso 10984-2首推欧洲标准en 383中的加载方法。所以，不同国家地区对木材销槽承压强度的测试方法不尽相同。此外，不同国家地区对木材销槽承压试件尺寸的规定和位移测点的布置也不同。唯一相同的是，这些标准针对的基本都是木材销槽承压试件测试的常规角度(0
°
和90
°
)，即荷载方向与木材纹理方向之间的夹角α为0
°
或90
°
。
4.然而，在测试装置不变的情况下，若要测试获得木材在非常规角度(即0
°
＜α＜90
°
，一般为15
°
、30
°
、45
°
、60
°
和75
°
)下的承压强度，则需要重新加工制作木材销槽承压试件，确保其纹理方向与荷载方向间的夹角与α相同。由于木材的天然生长特性，它的纹理方向并非直线，若要较为精准的加工非常规角度的木材销槽承压试件，则显得较为困难，且耗时耗力。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种用于木材销槽承压试件的承载装置、含承载装置的测试装置及测试方法，通过转动承载装置中的承压转盘来改变木材销槽承压试件纹理方向与荷载方向之间的夹角α，即不需要加工非常规角度的木材销槽承压试件，便可进行木材销槽承压试件在非常规角度α下的承压强度测试，大大提高了测试效率和测试精度。具体技术方案如下：
6.在第一方面，本发明提供了一种承载装置，包括固定座和承压转盘；
7.在所述固定座上设有与所述承压转盘适配的弧形凹槽，所述承压转盘可转动设置在所述固定座的弧形凹槽上；
8.在所述承压转盘上设置用于容纳承压试件的缺口；在所述承压转盘的圆周上布设多个用于分割其圆心角的安装孔；在所述弧形凹槽上布设多个与所述承压转盘安装孔对应
的固定孔，所述承压转盘通过锁紧件贯穿安装孔和固定孔与所述固定座连接。
9.可选的，所述承载装置还包括对应缺口设置的承载板，所述承载板设置在所述缺口与承压试件之间。
10.可选的，所述承载装置还包括支撑台，所述支撑台设置在所述固定座上的弧形凹槽内，且与所述承压转盘接触；在所述支撑台上设置弯曲弧度与所述承压转盘的弧度相同的弧形支撑面。
11.可选的，所述承压转盘包括对称设置的两个承压盘，两个承压盘通过锁紧件贯穿安装孔连接。
12.可选的，所述承载装置还包括角度调节机构，所述角度调节机构包括支撑架和转动组件；所述支撑架设置在所述固定座上，且包围在所述承压转盘的外侧；
13.所述转动组件包括转杆和齿轮，所述转杆沿所述承压盘的径向设置，且其两端与所述支撑架可转动连接；所述齿轮设置在所述转杆上，且与所述承压盘上的锁紧件接触。
14.可选的，所述角度调节机构还包括连接轴，所述连接轴的一端与所述支撑架固定连接，而另一端贯穿所述承压转盘的圆心，且在该端的端部设置用于避免所述承压转盘脱离的防脱块；所述承压转盘相对于所述连接轴可转动设置。
15.可选的，所述转动组件还包括手柄，所述手柄设置在所述转杆的一端上。
16.可选的，所述承压试件为木材销槽承压试件。
17.在第二方面，本发明提供了一种含所述承载装置的测试装置，其还包括测试组件；所述测试组件包括测试机构、销轴和位移计，在所述承压试件上设置用于所述销轴贯穿的销槽，所述测试机构连接所述销轴贯穿销槽的两端，所述位移计设置在所述测试机构上。
18.在第三方面，本发明提供了一种采用所述测试装置的测试方法，其包括以下步骤：
19.步骤s1、将所述承压试件放置在所述承压转盘的缺口上，确定所述承压试件的纹理方向与测试机构施加在销轴上的荷载方向，并将纹理方向与荷载方向间的夹角定义为α；
20.步骤s2、根据实际测试角度α的要求，转动所述承压转盘联动承压试件至其纹理方向与荷载方向达到所需的测试角度α，此时，通过锁紧件将所述承压转盘固定在所述固定座上；
21.步骤s3、启动所述测试组件完成对所述承压试件的强度测试。
22.应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果：
23.(1)本发明中所述承载装置，在所述承压转盘的圆周上布设多个分割其圆心角的安装孔，在所述固定座的弧形凹槽上布设多个与所述承压转盘安装孔对应的固定孔，且所述承压转盘通过锁紧件贯穿安装孔和固定孔与固定座连接，便于通过转动所述承压转盘联动承压试件至其纹理方向与荷载方向达到所需的测试角度α，能够实现承压试件的纹理方向与荷载方向之间夹角的任意调节。即本发明不需要加工非常规角度的木材销槽承压试件，便可开展承压试件在非常规角度α下的承压强度测试。
24.(2)本发明中所述测试装置，通过在所述承载装置上安装测试组件，从而实现对承压试件在非常规角度α下的承压强度测试。
25.(3)本发明中所述测试方法步骤简单，操作方便，且大大提高了测试效率和测试精度。
26.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。
下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
27.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。在附图中：
28.图1是本发明实施例1中的一种承载装置的结构示意图；
29.图2是图1的主视图；
30.图3是图1中角度调节机构的结构示意图；
31.图4是本发明实施例1中的一种含承载装置的测试装置的结构示意图；
32.其中，1、固定座，2、承压转盘，3、承载板，4、支撑台，5、支撑架，6、转杆，7、齿轮，8、连接轴，9、测试机构，10、销轴，11、位移计，a、承压试件。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1：
35.参见图1-2，一种承载装置，包括固定座1和承压转盘2(半径为20cm)；
36.在所述固定座1上设有与所述承压转盘2适配的弧形凹槽(所述弧形凹槽所在圆弧对应的半径为15cm)，所述承压转盘2可转动设置在所述固定座1的弧形凹槽上；
37.在所述承压转盘2上设置用于容纳承压试件a的缺口(具体的，缺口所占的面积为1/4所述承压转盘2，且其对应的圆心角为90
°
)；在所述承压转盘2的圆周上均匀布设17个用于分割其圆心角的安装孔(具体为螺栓孔(孔径为8mm)，相邻两螺栓孔对应的圆心角为15
°
，各螺栓孔均匀设置在距离所述承压转盘2的圆心17cm的圆弧上)；在所述弧形凹槽上均匀布设7个与承压转盘2安装孔对应的固定孔，7个固定孔所围成的圆弧对应的半径为17cm，且相邻两固定孔对应的圆心角为15
°
，便于所述承压转盘2通过锁紧件(具体为全丝螺栓)贯穿安装孔和固定孔与所述固定座1连接。
38.所述承载装置，还包括对应缺口设置的承载板3(具体为l型支撑板，其厚度为2cm，长度为20cm，宽度为5cm)，所述承载板3设置在所述缺口与承压试件之间。所述承载板3的尺寸可根据承压试件a的尺寸具体选择，以便满足不同的测试要求。
39.所述承载装置，还包括支撑台4，所述支撑台4(具体是2块并列设置的支撑台4，每块支撑台4的厚度为2.5cm)设置在所述固定座1上的弧形凹槽内，且与所述承压转盘2接触；在所述支撑台4上设置弯曲弧度与所述承压转盘2的弧度相同的弧形支撑面。所述支撑台4便于为承载装置传递载荷，延长承载装置的使用寿命。
40.所述承压转盘2包括对称设置的两个承压盘(半径为20cm，厚度为1.5cm)，两个承压盘通过锁紧件(具体为全丝螺栓)贯穿安装孔连接。
41.参见图1-3，所述承载装置，还包括角度调节机构，所述角度调节机构包括支撑架5和转动组件；所述支撑架5设置在所述固定座1上，且包围在所述承压转盘2的外侧；所述固
定座1还包括设置在其底部的基础座，所述基础座是一个矩形钢基础座，其中，所述基础座的长*宽*高＝60cm*20cm*15cm。所述基础座通过4个螺栓与所述固定座1连接。
42.所述转动组件包括转杆6和齿轮7，所述转杆6沿所述承压盘的径向设置，且其两端与所述支撑架5可转动连接；所述齿轮7固定设置在所述转杆6上，且与所述承压盘上的锁紧件接触。
43.所述角度调节机构还包括连接轴8(具体为钢轴)，所述连接轴8的一端与所述支撑架5固定连接，而另一端贯穿所述承压转盘2的圆心，且在该端的端部设置用于避免所述承压转盘2脱离的防脱块；所述承压转盘2相对于所述连接轴8可转动设置。
44.所述转动组件还包括手柄，所述手柄设置在所述转杆6的一端上，便于对转杆6的转动调节。
45.所述固定座1、承压转盘2、承载板3、支撑台4和角度调节机构的材质均为q235b钢材，保证整体结构的机械强度和使用寿命。
46.所述承压试件a为木材销槽承压试件。
47.参见图4，一种含所述承载装置的测试装置，还包括测试组件；所述测试组件包括测试机构9(根据现有技术加工制作)、销轴10和位移计11，在所述承压试件上设置用于所述销轴10贯穿的销槽，所述测试机构9连接所述销轴10贯穿销槽的两端，所述位移计11设置在所述测试机构9上。
48.一种采用所述的测试装置的测试方法，包括以下步骤：
49.步骤s1、将所述承压试件放置在所述承压转盘2的缺口上，其中，调整缺口的一边水平设置，另一边竖直设置，确定所述承压试件的纹理方向沿缺口的竖直边设置，确定测试机构9施加在销轴10上的荷载方向沿竖直方向，并将纹理方向与荷载方向间的夹角定义为α，此时，α为0
°
；
50.步骤s2、根据实际测试角度α(具体为15
°
)的要求，借助角度调节机构逆时针转动所述承压转盘2联动承压试件至其纹理方向与荷载方向达到所需的测试角度α，在该过程中需要先拆卸所述弧形凹槽上的7个锁紧件和所述承压转盘2紧邻弧形凹槽两端的两个锁紧件，待测试角度α被调整到位后，再通过安装被拆卸的锁紧件将所述承压转盘2固定在所述固定座1上；
51.步骤s3、启动所述测试组件完成对所述承压试件的承压强度测试。
52.由实施例1可知，本发明通过转动承载装置中的承压转盘2来改变木材销槽承压试件纹理方向与荷载方向之间的夹角α，即不需要加工非常规角度的木材销槽承压试件，便可进行木材销槽承压试件在非常规角度α下的承压强度测试，大大提高了测试效率和测试精度。
53.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。