用于確定scb試件方位的支座的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種支座。用于確定SCB試件方位的支座，包括導(dǎo)軌平臺、活動(dòng)支架、定位支架、底座及螺桿；導(dǎo)軌平臺上設(shè)有凸字形凹槽的導(dǎo)軌槽；活動(dòng)支架包括柱狀連接部，其頂端有支撐部，連接部底端設(shè)有第一固定部，其底部設(shè)有長方體突起，第一固定部及長方體突起上設(shè)有相通的通孔；定位支架包括頂端連接有定位部的連接部，定位部沿向上方向設(shè)有長方體定位塊，連接部底端設(shè)有第二固定部，其底部設(shè)有長方體突起，第二固定部及長方體突起上設(shè)有相通的通孔；底座呈凸字形，上部有螺紋孔，頂端與長方體突起底部接觸，底座及長方體突起與導(dǎo)軌槽相匹配，活動(dòng)支架與定位支架通過螺桿及底座固定在導(dǎo)軌槽中，適于復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)，以快速確定試件方位。
【專利說明】用于確定SCB試件方位的支座

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種支座，尤其是涉及一種用于快速精確確定脆性材料復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)中SCB試件位置和方向的支座。

【背景技術(shù)】
[0002]如混凝土、低碳鋼、PMMA和PCBA的脆性材料和準(zhǔn)脆性材料被廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)。由復(fù)合裂紋脆性斷裂導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效是土木工程結(jié)構(gòu)最常見的破壞方式，其危害性極大。在隧道挖掘、采礦、非常規(guī)油氣開發(fā)等巖石工程領(lǐng)域中，需要對巖石復(fù)合斷裂進(jìn)行理論及試驗(yàn)研究，以便更好地指導(dǎo)和發(fā)展巖石“破裂”技術(shù)，例如油氣開采中水力壓裂技術(shù)。復(fù)合斷裂韌度是材料在復(fù)合加載條件下的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，是分析脆性和準(zhǔn)脆性材料中裂紋擴(kuò)展的關(guān)鍵強(qiáng)度參數(shù)，因此進(jìn)行材料的復(fù)合斷裂韌度測試是很有必要的。
[0003]由于脆性和準(zhǔn)脆性材料抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于其抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，因此測試此類材料的I/II復(fù)合斷裂韌度應(yīng)當(dāng)通過施加壓縮載荷予以實(shí)現(xiàn)。而帶邊緣裂縫的半圓盤彎曲(sem1-circular bend, SCB)試件由于具有加工簡單、材料消耗小、可測試從純I型到純II型之間的所有復(fù)合斷裂韌度以及簡單加載(如常規(guī)三點(diǎn)彎曲)等特點(diǎn)，因此其被廣泛應(yīng)用于類巖石材料的復(fù)合斷裂韌度測試，也是國際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)所建議的巖石I型靜態(tài)斷裂韌度測試方法之一。然而，利用傳統(tǒng)的三點(diǎn)彎曲支座和SCB試件進(jìn)行材料復(fù)合斷裂韌度測試時(shí)，調(diào)整試件在支座上的位置和方向會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致試驗(yàn)效率低下，且每次試驗(yàn)中都需要對其進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)操作人員難以按照試驗(yàn)要求準(zhǔn)確安放試件，因此會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果誤差大。因此，亟需一種支座，以便在SCB脆性材料復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)中能夠方便準(zhǔn)確地確定SCB試件的位置和方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，提供一種用于確定SCB試件方位的支座，使得其在SCB脆性材料復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)中能夠快速準(zhǔn)確地確定SCB試件方向和位置。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:用于確定SCB試件方位的支座，包括導(dǎo)軌平臺、相對設(shè)置的兩個(gè)活動(dòng)支架、定位支架、底座及螺桿；所述導(dǎo)軌平臺上設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽為凸字形凹槽；活動(dòng)支架包括柱狀連接部，柱狀連接部頂端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有用于支撐SCB試件的支撐部，柱狀連接部底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第一固定部，第一固定部底部設(shè)有長方體突起，第一固定部及長方體突起上設(shè)有相連通的通孔；定位支架呈Z字形，包括連接部，連接部頂端的一個(gè)邊側(cè)連接有定位部，定位部的一端沿向上方向設(shè)有用于限定SCB試件方位的橫截面為長方體定位塊，長方體定位塊的一個(gè)邊側(cè)垂直于導(dǎo)軌平臺，連接部底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第二固定部，第二固定部底部設(shè)有長方體突起，第二固定部及長方體突起上設(shè)有相連通的通孔，活動(dòng)支架支撐部的最高點(diǎn)與定位支架定位部的底面在同一水平面上；底座呈凸字形，其上部設(shè)有與螺桿相適配的螺紋孔，底座的頂端與長方體突起的底部相接觸，底座及長方體突起與凸字形凹槽相匹配，活動(dòng)支架與定位支架通過螺桿及底座固定在導(dǎo)軌槽中。
[0006]具體的，所述柱狀連接部為長方體連接部。
[0007]具體的，所述活動(dòng)支架的支撐部呈半圓柱狀。
[0008]進(jìn)一步的，所述支撐部的一半沿水平方向沿伸于柱狀連接部的外側(cè)。
[0009]作為上述方案的優(yōu)選方案，導(dǎo)軌平臺上沿凸字形凹槽的外側(cè)設(shè)有刻度尺。
[0010]進(jìn)一步的，導(dǎo)軌槽橫截面的底部長度比底座的底部長度長1mm。
[0011]進(jìn)一步的，所述通孔為螺紋孔，通孔的直徑比底座的螺紋孔的直徑大1mm。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，能夠便捷、準(zhǔn)確地確定SCB試件擺放位置和方向，有效提高彎曲試驗(yàn)中試件擺放位置和方向的準(zhǔn)確度，有效避免多次重復(fù)試驗(yàn)中由于試件擺放位置和方向?qū)е碌脑囼?yàn)誤差，并提高試驗(yàn)操作效率。本實(shí)用新型適用于復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型在進(jìn)行復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中導(dǎo)軌平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中活動(dòng)支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中定位支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，I為導(dǎo)軌平臺，11為凸字形凹槽，12為刻度尺,2為活動(dòng)支架,21為柱狀連接部，22為支撐部，23為第一固定部，3為定位支架，31為連接部，32為定位部，33為長方體定位塊，34為第二固定部，4為底座，41為螺紋孔，5為螺桿，6為SCB試件。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0021]如圖1至6所示，本實(shí)用新型的用于確定SCB試件方位的支座，包括導(dǎo)軌平臺1、相對設(shè)置的兩個(gè)活動(dòng)支架2、定位支架3、底座4及螺桿5 ;所述導(dǎo)軌平臺I上設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽為凸字形凹槽11 ;
[0022]活動(dòng)支架2包括柱狀連接部21，柱狀連接部21頂端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有用于支撐SCB試件的支撐部22，柱狀連接部21底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第一固定部23，第一固定部23底部設(shè)有長方體突起，第一固定部23及長方體突起上設(shè)有相連通的通孔；
[0023]定位支架3呈Z字形，包括連接部31，連接部31頂端的一個(gè)邊側(cè)連接有定位部32，定位部32的一端沿向上方向設(shè)有用于限定SCB試件方位的長方體定位塊33,長方體定位塊33的一個(gè)邊側(cè)垂直于導(dǎo)軌平臺1，連接部31底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第二固定部34，第二固定部34底部設(shè)有長方體突起，第二固定部34及長方體突起上設(shè)有相連通的通孔，活動(dòng)支架2支撐部的最高點(diǎn)與定位支架3定位部的底面在同一水平面上，以便將SCB試件進(jìn)行對齊；底座呈凸字形，其上部設(shè)有與螺桿5相適配的螺紋孔，底座的頂端與活動(dòng)支架2和定位支架3的長方體突起的底部相接觸，底座及長方體突起與凸字形凹槽相匹配，活動(dòng)支架2與定位支架3通過螺桿5及底座4固定在導(dǎo)軌槽中。
[0024]如圖3所示，導(dǎo)軌平臺I上沿凸字形凹槽11的外側(cè)設(shè)有刻度尺，每次試驗(yàn)中可以根據(jù)導(dǎo)軌平臺I兩側(cè)的刻度線確定活動(dòng)支架2及定位支架3的位置，便于試驗(yàn)人員操作。本例中導(dǎo)軌平臺的導(dǎo)軌槽寬度及下部高度比底座4相應(yīng)部分大1_，即導(dǎo)軌槽橫截面的底部長度比底座的底部長度長1mm，且下部高度比底座4相應(yīng)部分的高度高1mm，，便于底座4在導(dǎo)軌槽內(nèi)的移動(dòng)和固定。
[0025]如圖4所示，活動(dòng)支架2的柱狀連接部為長方體結(jié)構(gòu)的連接部，其支撐部呈半圓柱狀，支撐部的一半沿水平方向沿伸于柱狀連接部的外側(cè)，支撐部的下部與柱狀連接部相連。長方體突起可以設(shè)置于第一固定部底部的任何位置，但為了便于保持平衡，其設(shè)置于第一固定部底部的中心位置。在SCB脆性材料復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)中，兩個(gè)活動(dòng)支架2的支撐部與SCB試件的接觸點(diǎn)用作SCB試件下方的支撐點(diǎn)，因此需要其材料具有高強(qiáng)度及高硬度特性，可選用高強(qiáng)度鋼，如滲碳鋼20CrMnTi。
[0026]如圖5所示是定位支架3的結(jié)構(gòu)示意圖，其功能是用于確定SCB試件的左右擺放位置，并使SCB試件平面與導(dǎo)軌平臺的水平面相垂直。同理，定位支架也可采用滲碳鋼20CrMnT1
[0027]所述活動(dòng)支架2的通孔與定位支架3的通孔可以為內(nèi)部無螺紋的光滑通孔，此時(shí)只需要將活動(dòng)支架2的第一固定部與定位支架3的第二固定部分別與底座緊固接觸，再利用螺桿5穿過通孔，與底座的螺紋孔旋緊即可固定活動(dòng)支架2與定位支架3的位置。此外活動(dòng)支架2的通孔與定位支架3的通孔也可以為螺紋孔，螺桿5的外螺紋與通孔的內(nèi)螺紋及底座的螺紋孔的內(nèi)螺紋相匹配，即可通過螺桿5與底座4將活動(dòng)支架2及定位支架3固定在導(dǎo)軌平臺I上。如此設(shè)計(jì)，可使得操作簡單，且便于在試驗(yàn)中松開螺桿，移動(dòng)活動(dòng)支架2及定位支架3的位置。在螺桿與活動(dòng)支架2及定位支架3之間可設(shè)有墊片，以增強(qiáng)固定力。在實(shí)際應(yīng)用中，可使得活動(dòng)支架2與定位支架3的螺紋孔的直徑比底座的螺紋孔的直徑大Imm,以便于插入螺桿5。
[0028]做實(shí)驗(yàn)時(shí)，兩個(gè)活動(dòng)支架2及定位支架3均可以在導(dǎo)軌槽中滑動(dòng)，從而根據(jù)試件尺寸調(diào)整位置，而后旋緊螺桿5對支架的位置進(jìn)行固定。每次試驗(yàn)中兩個(gè)活動(dòng)支架2及定位支架3位置固定后，將SCB試件放置在活動(dòng)支架2上并使SCB試件的一端緊靠定位支架3的長方體定位塊即可確定SCB試件的左右擺放位置，并使SCB試件平面與導(dǎo)軌槽軸線相平行。
[0029]在進(jìn)行SCB脆性材料復(fù)合斷裂韌度測試試驗(yàn)過程中，利用本支座的具體過程如下:
[0030]A.按照SCB試驗(yàn)設(shè)計(jì)，依據(jù)SCB試件尺寸確定兩個(gè)活動(dòng)支架的位置，按照所確定活動(dòng)支架的位置在導(dǎo)軌平臺上利用螺桿與底座將兩個(gè)活動(dòng)支架固定在導(dǎo)軌槽中；
[0031]B.依據(jù)SCB試件尺寸及試件邊緣距離支座的距離，以及導(dǎo)軌槽兩側(cè)的刻度線確定定位支架在導(dǎo)軌平臺上位置，按照所確定定位支架的位置在導(dǎo)軌平臺上利用螺桿將定位支架固定在導(dǎo)軌槽中，并記錄定位支架的位置所對刻度；
[0032]C.將SCB試件放置在活動(dòng)支架上并使得SCB試件的一端緊靠定位支架的長方體定位塊，即可確定SCB試件的左右擺放位置，并使SCB試件平面與導(dǎo)軌槽軸線平行；
[0033]D.松開固定定位支架的螺桿，并使定位支架滑離SCB試件；施加壓力，測試材料復(fù)合斷裂韌度；試驗(yàn)測試結(jié)束后，將定位支架按第一次所記刻度重新固定；
[0034]E.重復(fù)步驟C和步驟D，完成本組SCB試件的復(fù)合斷裂韌度測試。
[0035]以上方法能夠使得在第一次試驗(yàn)測試結(jié)束后，將定位支架按第一次所記刻度重新固定，繼續(xù)擺放SCB試件進(jìn)行測試，有效避免多次重復(fù)試驗(yàn)中由于SCB試件擺放位置和方向?qū)е碌脑囼?yàn)誤差，并提高試驗(yàn)操作效率。
[0036]此外，本支座也可以用做其它所有的彎曲試驗(yàn)中的支座，除了 SCB試件外，也可以用于確定其他各類彎曲試驗(yàn)的試件方位。
【權(quán)利要求】
1.用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，包括導(dǎo)軌平臺(1)、相對設(shè)置的兩個(gè)活動(dòng)支架(2)、定位支架(3)、底座(4)及螺桿(5);所述導(dǎo)軌平臺(1)上設(shè)有導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽為凸字形凹槽(11);活動(dòng)支架(2)包括柱狀連接部，柱狀連接部頂端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有用于支撐SCB試件的支撐部，柱狀連接部底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第一固定部，第一固定部底部設(shè)有長方體突起，第一固定部及長方體突起設(shè)有相連通的通孔；定位支架(3)呈Z字形，包括連接部，連接部頂端的一個(gè)邊側(cè)連接有定位部，定位部的一端沿向上方向設(shè)有用于限定SCB試件方位的長方體定位塊，長方體定位塊的一個(gè)邊側(cè)垂直于導(dǎo)軌平臺，連接部底端的一個(gè)邊側(cè)設(shè)有第二固定部，第二固定部底部設(shè)有長方體突起，第二固定部及長方體突起上設(shè)有相連通的通孔，活動(dòng)支架(2)支撐部的最高點(diǎn)與定位支架(3)定位部的底面在同一水平面上；底座呈凸字形，其上部設(shè)有與螺桿(5)相適配的螺紋孔，底座的頂端與長方體突起的底部相接觸，底座及長方體突起與凸字形凹槽相匹配，活動(dòng)支架(2)與定位支架(3)通過螺桿(5)及底座(4)固定在導(dǎo)軌槽中。
2.如權(quán)利要求1所述的用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，所述柱狀連接部為長方體連接部。
3.如權(quán)利要求1所述的用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，所述活動(dòng)支架(2)的支撐部呈半圓柱狀。
4.如權(quán)利要求3所述的用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，所述支撐部的一半沿水平方向沿伸于柱狀連接部的外側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，導(dǎo)軌平臺(1)上沿凸字形凹槽(11)的外側(cè)設(shè)有刻度尺(12)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于確定SCB試件方位的支座,其特征在于,導(dǎo)軌槽橫截面的底部長度比底座的底部長度長1mm。
7.如權(quán)利要求6所述的用于確定SCB試件方位的支座，其特征在于，所述通孔為螺紋孔,通孔的直徑比底座的螺紋孔的直徑大1_。
【文檔編號】G01N3/02GK204165829SQ201420638448
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】羅毅, 任利, 李存寶, 王俊, 高超 申請人:四川大學(xué)