本发明专利技术涉及一种直接拉伸试验装置的液压支撑体，其中的拉伸装置由一组有共同中心轴线的圆柱状构件层叠而成，包括固定试样的上端帽及下端帽，分别连接上下两个端帽的上链条及下链条，与上下链条另一端分别相连的上接头及下接头，下接头固定在试验机底座上；支撑体由一装有液体的液压缸组成，分为支撑筒及测量筒，这两个筒底部之间有空心导管连通。在试验过程中，通过测量筒内液面变化的高度差，就可计算出液压提供浮力的数值，并将其从拉伸数据中除去，减小系统误差。而且本发明专利技术中用液压代替传统的弹簧，扩大了试验数据的测量范围，操作更加方便，并提高了测量精度，还可以有效地防止拉伸试验发生意外时及时保护试验装置不受损坏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脆性材料的直接拉伸试验装置，尤其涉及一种该试验装置的支撑体。
技术介绍
如今直接拉伸试验装置普遍应用于岩石等脆性材料的抗拉力学性质测定中，显 然，试验装置对测定数据的准确性影响很大，而试样支撑体又被认为是试验装置中非常关 键的部件。脆性材料由于其特殊的抗压和抗拉性质，对试验装置，尤其是对试样支撑体提出 了更高的要求。在传统的试验装置中一般使用刚性套筒做支撑体，但刚性套筒有个缺陷， 当试样受力达到峰值时，在破坏面以下的试样、下端帽和下部链条所受重力作用下，试样发 生突然破坏，试验终止，不能有效进行峰后抗拉力学性质的测定。为了解决这一问题，中国 专利申请号为2006100222M. 8公开了一种技术方案是将刚性套筒由支撑弹簧8替代(附 件附图说明图1所示)，这样在整个拉伸试验中，均由弹簧8支撑着试样5及其它试验构件的重量， 基本能完成全过程曲线的测定。然而，当刚性支撑改为弹性支撑后，将会引起新的问题。如 图所示，试验开始前，必须要使弹簧发生压缩变形，然后安装弹簧及其下部构件(否则，试验 开始后，弹簧将与下端帽分离，变得与刚性支撑一样，起不到有效的支撑作用)。弹簧变形提 供的反力通过连接于上下夹具的传感器进入数据采集库中。试验开始后，试样发生变形，在 峰值前下部链条会产生一定的伸长，弹簧的压缩变形收缩，提供的反力相应减小；峰值后下 部链条的伸长减小，弹簧的压缩变形加大，提供的反力相应增加，弹簧变化的反力通过传感 器进入数据采集库中。由此可见，弹性支撑体在整个试验过程中提供的反力不是一定值，这 给最后处理数据时，剔除该反力减小系统误差带来了很大的困难。由于脆性材料抗拉强度 低，拉伸破坏荷载小，所以由于弹簧反力产生的系统误差影响也显得很严重，尤其在峰后测 试中更加明显。所以，这种弹性支撑体严重影响了试验数据的精度。此外，这种弹簧支撑件 还会带来以下一些新问题1)试样在端部破坏。理论上试样应该在中间部位发生破坏，但 是，从拉伸试验的整个过程来看，在拉伸过程中，弹簧及链条会产生左右晃动而影响试验数 据，尤其在峰值应力附近及其峰后试验中变的更加突出，造成试样在端部发生破坏，没有真 正反映出脆性材料在拉伸全过程中的力学性质；2)适应性差。对于直接拉伸试验的试样尺 寸，规范没有做相应的规定，所以试样的体积、重量、抗拉强度等会相差很大，因此对支撑体 的支撑力也有不同的要求，如小体积容易拉断的试样，就不宜用倔强系数过大的弹簧，否则 与刚性支撑体无两样，反之，大体积不容易拉断的试样，也不宜用倔强系数过小的弹簧，否 则弹簧就失去作用了。因此要根据不同试验准备很多弹簧，在连续对不同试样做拉伸试验 时，还要不断更换弹簧，增加了操作的复杂性；3)安装程序复杂。如附件图1所示，从试验 过程来看，在一次试验结束后进行下一次试验时，要取掉上下插销，更换试件，然后安装上 下插销。从图中可以看出，下接头、下插销及链条都被弹簧所包裹，而弹簧内部空间狭窄，两 环之间的距离也很小，给下部构件的安装带来很多不便；4)弹簧在长期的使用中，会发生 变形及老化，影响其性能的正常发挥。基于以上原因，有必要寻求一种克服弹簧这些缺陷的 拉伸试验装置的支撑体，将这种不利影响剔除。
技术实现思路
本专利技术的目的 是为了克服现有技术中拉伸试验装置弹性支撑体的缺陷，提供一种 直接拉伸试验装置的液压支撑体。其包括固定试样5的上端帽3及下端帽6，分别连接上 下两个端帽的上链条2及下链条9，与上下链条另一端分别相连的上接头1及下接头10，下 接头固定在试验机底座11上；上端帽3及下端帽6、上链条2及下链条9、上接头1及下接 头10具有共同的竖直轴线呈层叠状排列。其中在下端帽及试验机底座之间设有试样支撑 装置，所述的试样支撑装置由一液压缸组件组成，该液压缸组件包括一个可维持液压缸浮 力的支撑筒18、一个可测量液压缸浮力的测量筒16、该支撑筒18与测量筒16内有要产生 浮力的液体17，支撑筒18与测量筒16底部之间有空心导管连通，支撑筒18内有支撑板12、 测量筒16内有可测量液压浮力的测重板13，测重板13上部有绳悬的用于测量液压浮力的 重物15 ；在拉伸试验进行时，下端帽6及其上方的试样5等通过支撑板12受到来自支撑筒 18内的液体浮力保持平衡，其中支撑板12紧贴支撑筒18筒壁，密封支撑筒18内液体17将 浮力加载到上方的支撑板12上。试验过程中试样发生变形，在峰值前，上下链条也随之发 生一定的伸长，支撑板12及支撑垫14也随之向上移动，支撑筒18液面上升，测量筒16液面 下降；峰值后下链条的伸长变形产生一定的收缩，支撑板12及支撑垫14也随之向下移动， 支撑筒18液面下降，测量筒16液面上升。在整个试验过程中，记录轴向拉力的同时，可以 用传感器来记录支撑筒18及测量筒16的液面高度的变化数据，在最后处理试验数据时，通 过液面高度差、支撑板12及测重板13接触液体表面积、重物15重量，就可计算出液压提供 浮力的数值，并将其从拉伸数据中除去，减小系统误差。上述的技术方案中，所述的上下链条与上下端帽之间分别设有防链条脱落的上插 销4及下插销7，这样也能方便上下链条的拆装。上述的技术方案中，所述的支撑板12与下端帽6之间有支撑垫14，可采用不变形 的刚性材料，使下端帽6与支撑垫14充分接触。上述的技术方案中，所述的下链条9外部有一个外表面光滑的圆筒套，支撑板12 上有孔，支撑板可恰好在该圆筒套外壁上做上下滑动，并防止液体17漏出。上述的技术方案中，所述的测量筒16用透明材料制成，且筒壁上有轴向刻度线， 可测量该筒内液面高度的变化，该刻度线方向沿测量筒16壁的平行方向，即在试验装置中 呈竖直状，与液面垂直。上述的技术方案中，所述的刻度线也可以是一个活动刻度器，在拉伸试验开始时 可进行零刻度值的校正，通过调节刻度器位置使零刻度标记与测量筒16内液面高度相同。 这样就可以直接读出液面高度的变化值，不必记录液面初始值并计算，可有效地消除读数 中的人为误差。上述的技术方案中，所述的活动刻度器带有零刻度自校正装置，该活动刻度器有 一个浮盘19浸没于测重板13下方的液体17中，连接浮盘19的把柄20穿过测重板13可 上下滑动，把柄20上有刻度线，把柄20与浮盘19的接触处为零刻度标记点，测量筒16内 还有一活动刻度尺锁定夹21，可锁住把柄20防止其滑动；拉伸试验开始时，记下支撑筒18 及测量筒16中的液面高度，松开锁定夹21，浮盘19紧贴测重板13底部，零刻度标记点正 好位于测量筒16的液面上，此时将锁定夹21扣紧，活动刻度器被固定不再滑动。在试验过程中，测量筒16内液面随着试样及链条的变形而发生变化，刻度器可以记录液面的变化情 况。上述的技术方案中，所述 的活动刻度器的活动刻度尺把柄20上有活动游标，在试 验过程中可自由移动，这样可精确读取测量筒16中液面的高度值，拉伸试验开始时游标位 于把柄20的零刻度处，可随测重板(13)沿把柄(20)上下移动。上述的技术方案中，所述的重物15为一弹簧，该弹簧上端固定，下端与测重板 (13)接触并压缩。测重板13移动时引起弹簧长度变化，根据弹簧长度变化的尺寸，就可以 计算出测重板13的受力变化，即相当于放置了不同重量的重物15，使用弹簧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直接拉伸试验装置的液压支撑体，其包括：固定试样（５）的上端帽（３）及下端帽（６），分别连接上下两个端帽的上链条（２）及下链条（９），与上下链条另一端分别相连的上接头（１）及下接头（１０），下接头固定在试验机底座（１１）上；上端帽（３）及下端帽（６）、上链条（２）及下链条（９）、上接头（１）及下接头（１０）具有共同的竖直轴线呈层叠状排列，其特征在于：下端帽及试验机底座之间设有试样支撑装置，所述的试样支撑装置由一液压缸组件组成，该液压缸组件包括一个支撑筒（１８）、一个测量液压缸浮力的测量筒（１６）、该支撑筒（１８）与测量筒（１６）内有液体（１７），支撑筒（１８）与测量筒（１６）底部之间有空心导管连通、支撑筒（１８）内有支撑板（１２）、测量筒（１６）内有可测量液压浮力的测重板（１３）、测重板（１３）上部有绳悬的用于测量液压浮力的重物（１５）；在拉伸试验进行时，下端帽（６）及其上方的试样（５）通过支撑板（１２）受到来自支撑筒（１８）内的液体浮力保持平衡，其中支撑板（１２）紧贴支撑筒（１８）筒壁，密封支撑筒（１８）内液体（１７）将浮力加载到上方的支撑板（１２）上，下链条（９）外部有一个外表面光滑的圆筒套，支撑板（１２）上有孔，可恰好在圆筒套外壁上做上下滑动，并防止液体（１７）漏出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵忠虎，谌文武，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：62
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