本發(fā)明涉及一種螺栓抗剪性能的檢測方法，尤其是涉及一種螺栓抗剪性能測試裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，螺栓抗剪連接作為鋼結(jié)構(gòu)的可靠連接方式，已在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前在工程中最常用的螺栓抗剪連接形式主要分為普通螺栓抗剪連接和高強螺栓抗剪連接。其中，普通螺栓連接具有施工簡易，拆卸方便等優(yōu)點，適用于需要經(jīng)常拆卸的結(jié)構(gòu)；而高強度螺栓抗剪連接具有結(jié)構(gòu)承載能力好、經(jīng)濟(jì)性能和使用性能高等優(yōu)點，在橋梁、工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。

在螺栓使用過程中，往往承受一定的剪切力尤其對于抗剪螺栓，這就要求對選用的螺栓在使用前進(jìn)行抗剪性能實驗以保證所選用的螺栓具有足夠的抗剪性能。目前的螺栓抗剪實驗過程通常采用兩個相同規(guī)格的螺栓對待測螺栓進(jìn)行抗剪性能實驗。然而，在加載過程中，即便是選用兩個同規(guī)格的螺栓，也依然存在實驗現(xiàn)象不盡相同的情況，這就對實驗精度造成一定影響；而本發(fā)明測試裝置將待測試件分為規(guī)格較大的連接裝置螺栓和規(guī)格較小的待測螺栓，規(guī)格較小的待測螺栓可以保證另一側(cè)起固定作用的螺栓不會被破壞，從而保證了實驗的準(zhǔn)確性和可靠性。

專利申請?zhí)?01220063536.4公開了一種螺栓剪切試驗用夾具，包括上夾持器和下夾持器，安裝在萬能試驗機上。上夾持器由第一連接件和第三夾板構(gòu)成，下夾持器由第二連接件和第一夾板、第二夾板構(gòu)成。連接件為矩形柱狀體結(jié)構(gòu)，連接件相對的兩側(cè)設(shè)有燕尾鐵，燕尾鐵與試驗機的燕尾槽相配合，用于在試驗機上固定夾持器。夾板為板形結(jié)構(gòu)，位于連接件的頂部，夾板上設(shè)有螺栓孔。上下夾持器的安裝方式為，上夾持器的夾板一側(cè)朝下，下夾持器的夾板一側(cè)朝上，或上夾持器的夾板一側(cè)朝上，下夾持器的夾板一側(cè)朝下。該實用新型通過上、下夾持器的螺栓孔夾持螺栓，實現(xiàn)對螺栓抗剪切能力的檢測試驗。上、下夾持器一側(cè)用單夾板，另一側(cè)用雙夾板，夾持試件穩(wěn)定，不易發(fā)生錯位，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，然而，該實用新型采用單螺栓裝夾，這就需要夾持器一側(cè)用雙夾板，這種結(jié)構(gòu)不便于對雙夾板進(jìn)行夾持，而且該結(jié)構(gòu)受力不均，影響螺栓的抗剪實驗精度。

專利申請?zhí)?01410686412.5公開了一種螺栓剪切試驗夾具及試驗機，包括分體設(shè)置的連接件和板面延伸方向垂直于左右方向的剪切板，連接件上設(shè)置有用于與試驗機相連的試驗機連接結(jié)構(gòu)，螺栓剪切試驗夾具還包括用于在使用時將剪切板連接于所述連接件上的剪切板連接結(jié)構(gòu)，剪切板上開設(shè)有至少一個軸線沿左右方向延伸方向的供相應(yīng)待試驗螺栓穿裝的螺栓穿孔。該發(fā)明提供了一種可以模擬出貼近螺栓使用環(huán)境的螺栓剪切試驗夾具及使用該螺栓剪切試驗夾具的試驗機，然而該發(fā)明采用雙剪切板結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)施加的載荷不在一條作用線上，螺栓受到一定的扭矩，勢必會影響螺栓抗剪性能試驗的精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種螺栓抗剪性能測試裝置，不僅拆卸和組裝方便、增加了實驗的可靠性，而且加載過程中載荷在一條作用線上從而大大提高了實驗的精度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種螺栓抗剪性能測試裝置，包括試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置上下兩端的試件加載裝置和設(shè)置在所述試件固定裝置上的待測螺栓，所述試件固定裝置包括夾持在所述試件加載裝置上部的上芯板、夾持在所述試件加載裝置下部的下芯板、設(shè)置在所述上芯板左側(cè)的左蓋板以及設(shè)置在所述上芯板右側(cè)的右蓋板；

所述左蓋板上部、所述右蓋板上部與所述上芯板下部通過待測螺栓連接，所述左蓋板下部、所述右蓋板下部與所述下芯板上部通過連接裝置螺栓連接，且所述待測螺栓的直徑小于所述連接裝置螺栓的直徑；

所述上芯板與所述下芯板的前側(cè)面之間及后側(cè)面之間分別連接有一個磁式位移計，且所述磁式位移計通過四芯導(dǎo)線與多通道應(yīng)變采集儀信號連接，所述多通道應(yīng)變采集儀與電腦信號連接。

進(jìn)一步的，所述左蓋板上部、所述右蓋板上部及所述上芯板下部與所述待測螺栓位置相對應(yīng)處分別可拆卸式設(shè)置內(nèi)徑與所述待測螺栓外徑相配合的上套筒，所述待測螺栓套設(shè)在所述上套筒內(nèi)；所述左蓋板下部、所述右蓋板下部及所述下芯板上部與所述連接裝置螺栓位置相對應(yīng)處分別可拆卸式設(shè)置內(nèi)徑與所述連接裝置螺栓外徑相配合的下套筒，所述連接裝置螺栓套設(shè)在所述下套筒內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述上芯板上端外表面和所述下芯板下端外表面均設(shè)置防滑凸起。

進(jìn)一步的，所述左蓋板與所述上芯板、所述下芯板之間以及所述右蓋板與所述上芯板、所述下芯板之間均設(shè)置彈性墊。

進(jìn)一步的，所述左蓋板與所述右蓋板上設(shè)置開合式防護(hù)罩。

進(jìn)一步的，所述加載裝置為萬能試驗機。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中，螺栓抗剪性能測試存在拆裝不方便以及加載過程中載荷不在一條作用線進(jìn)而影響實驗精度的問題，采用待測螺栓和連接裝置螺栓上下并排設(shè)置的雙螺栓結(jié)構(gòu)，而且連接裝置螺栓的直徑大于待測螺栓的直徑，能夠保證待測螺栓完成抗剪實驗后連接裝置螺栓依然完好無損，避免實驗過程中連接裝置螺栓發(fā)生損傷或斷裂造成實驗精度降低甚至無效；同時待測螺栓及連接裝置螺栓的拼裝方式采用兩邊分別設(shè)置左蓋板和右蓋板，左蓋板與右蓋板之間的上部設(shè)置上芯板，左蓋板與右蓋板之間的下部設(shè)置下芯板的對稱結(jié)構(gòu)，一方面能夠分別將待測螺栓和連接裝置螺栓設(shè)置在上芯板下部和下芯板上部，另一方面結(jié)構(gòu)左右和上下均為對稱結(jié)構(gòu)且加載時拉力處在上芯板和下芯板所在的直線上，避免產(chǎn)生扭矩而干擾抗剪性能測試結(jié)果；而磁式位移計的布置采用在上芯板與下芯板的前側(cè)面之間及后側(cè)面之間同時分別設(shè)置一個磁式位移計的方式，這種前后對稱布置方式能夠同時測量前后兩側(cè)的位移量，從而取它們測量值的平均值作為上芯板和下芯板之間的相對位移，這樣能夠進(jìn)一步的提高實驗精確度。

另外，為了使本裝置適用于不同規(guī)格螺栓的抗剪性能測試，待測螺栓和連接裝置螺栓分別采用可拆卸式的上套筒和下套筒固定在上芯板下部和下芯板上部，這樣可以根據(jù)實驗需要選擇不同內(nèi)徑的上套筒和下套筒，從而擴(kuò)大了本裝置的應(yīng)用范圍。本發(fā)明不僅拆卸和組裝方便、增加了實驗的可靠性，而且加載過程中載荷在一條作用線上從而大大提高了實驗的精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明第一種實施方式的結(jié)構(gòu)主視示意圖；

圖2為本發(fā)明第一種實施方式的結(jié)構(gòu)左視示意圖；

圖3為本發(fā)明第二種實施方式的結(jié)構(gòu)主視示意圖；

圖4為本發(fā)明第二種實施方式的結(jié)構(gòu)左視示意圖；

圖5為本發(fā)明第三種實施方式的結(jié)構(gòu)左視示意圖；

圖6為本發(fā)明第四種實施方式的結(jié)構(gòu)左視示意圖；

圖7為本發(fā)明第五種實施方式的結(jié)構(gòu)左視示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1至7和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實施例1

如圖1和圖2所示，一種螺栓抗剪性能測試裝置，包括試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置上下兩端的試件加載裝置1和設(shè)置在所述試件固定裝置上的待測螺栓2，所述試件固定裝置包括夾持在所述試件加載裝置1上部的上芯板3、夾持在所述試件加載裝置1下部的下芯板4、設(shè)置在所述上芯板3左側(cè)的左蓋板5以及設(shè)置在所述上芯板3右側(cè)的右蓋板6；

所述左蓋板5上部、所述右蓋板6上部與所述上芯板3下部通過待測螺栓2連接，所述左蓋板5下部、所述右蓋板6下部與所述下芯板4上部通過連接裝置螺栓7連接，且所述待測螺栓2的直徑小于所述連接裝置螺栓7的直徑；

所述上芯板3與所述下芯板4的前側(cè)面之間及后側(cè)面之間分別連接有一個磁式位移計8，且所述磁式位移計8通過四芯導(dǎo)線9與多通道應(yīng)變采集儀10信號連接，所述多通道應(yīng)變采集儀10與電腦11信號連接。

所述加載裝置1為萬能試驗機。

本發(fā)實施例中，采用待測螺栓和連接裝置螺栓上下并排設(shè)置的雙螺栓結(jié)構(gòu)，而且連接裝置螺栓的直徑大于待測螺栓的直徑，能夠保證待測螺栓完成抗剪實驗后連接裝置螺栓依然完好無損，避免實驗過程中連接裝置螺栓發(fā)生損傷或斷裂造成實驗精度降低甚至無效；同時待測螺栓及連接裝置螺栓的拼裝方式采用兩邊分別設(shè)置左蓋板和右蓋板，左蓋板與右蓋板之間的上部設(shè)置上芯板，左蓋板與右蓋板之間的下部設(shè)置下芯板的對稱結(jié)構(gòu)，一方面能夠分別將待測螺栓和連接裝置螺栓設(shè)置在上芯板下部和下芯板上部，另一方面結(jié)構(gòu)左右和上下均為對稱結(jié)構(gòu)且加載時拉力處在上芯板和下芯板所在的直線上，避免產(chǎn)生扭矩而干擾抗剪性能測試結(jié)果；而磁式位移計的布置采用在上芯板與下芯板的前側(cè)面之間及后側(cè)面之間同時分別設(shè)置一個磁式位移計的方式，這種前后對稱布置方式能夠同時測量前后兩側(cè)的位移量，從而取它們測量值的平均值作為上芯板和下芯板之間的相對位移，這樣能夠進(jìn)一步的提高實驗精確度。

實施例2

如圖3和圖4所示，一種螺栓抗剪性能測試裝置，包括試件固定裝置、設(shè)置在所述試件固定裝置上下兩端的試件加載裝置1和設(shè)置在所述試件固定裝置上的待測螺栓2，所述試件固定裝置包括夾持在所述試件加載裝置1上部的上芯板3、夾持在所述試件加載裝置1下部的下芯板4、設(shè)置在所述上芯板3左側(cè)的左蓋板5以及設(shè)置在所述上芯板3右側(cè)的右蓋板6；

所述左蓋板5上部、所述右蓋板6上部與所述上芯板3下部通過待測螺栓2連接，所述左蓋板5下部、所述右蓋板6下部與所述下芯板4上部通過連接裝置螺栓7連接，且所述待測螺栓2的直徑小于所述連接裝置螺栓7的直徑；

所述上芯板3與所述下芯板4的前后側(cè)面之間分別連接有一個磁式位移計8，且所述磁式位移計8通過四芯導(dǎo)線9與多通道應(yīng)變采集儀10信號連接，所述多通道應(yīng)變采集儀10與電腦11信號連接。

所述左蓋板5上部、所述右蓋板6上部及所述上芯板3下部與所述待測螺栓2位置相對應(yīng)處分別可拆卸式設(shè)置內(nèi)徑與所述待測螺栓2外徑相配合的上套筒12，所述待測螺栓2套設(shè)在所述上套筒12內(nèi)；所述左蓋板5下部、所述右蓋板6下部及所述下芯板4上部與所述連接裝置螺栓7位置相對應(yīng)處分別可拆卸式設(shè)置內(nèi)徑與所述連接裝置螺栓7外徑相配合的下套筒13，所述連接裝置螺栓7套設(shè)在所述下套筒13內(nèi)。

本實施例中，待測螺栓和連接裝置螺栓分別采用可拆卸式的上套筒和下套筒固定在上芯板下部和下芯板上部，這樣可以根據(jù)實驗需要選擇不同內(nèi)徑的上套筒和下套筒，進(jìn)而使本裝置能夠適用于不同規(guī)格螺栓的抗剪性能測試以擴(kuò)大本裝置的應(yīng)用范圍。

實施例3

如圖5所示，其與實施例2的區(qū)別在于：所述上芯板3上端外表面和所述下芯板4下端外表面均設(shè)置防滑凸起14。

本實施例中，在上芯板上端外表面以及下芯板下端的外表面設(shè)置防滑凸起，目的是為了增大上芯板和下芯板分別與試件加載裝置之間的摩擦力，防止實驗過程中上芯板和下芯板相對于加載裝置發(fā)生滑動影響測試結(jié)果。

實施例4

如圖6所示，其與實施例3的區(qū)別在于：所述左蓋板5與所述上芯板3、所述下芯板4之間以及所述右蓋板6與所述上芯板3、所述下芯板4之間均設(shè)置彈性墊15。

所述彈性墊15由耐磨自潤滑復(fù)合材料制成，所述耐磨自潤滑復(fù)合材料由以下成分按重量比組成：橡膠30份，硬脂酸6份，氧化鈦2份，、碳納米管7份，六鈦酸鉀晶須8份，二硫化鉬潤滑劑2份，分散劑0.5份，本材料具有高耐磨性及彈性，使用壽命達(dá)到5年。

本實施例中，在左蓋板與上芯板、下芯板之間以及右蓋板與上芯板、下芯板之間均設(shè)置了彈性墊，其目的是為了減小左蓋板與上芯板和下芯板之間，以及右蓋板與上芯板和下芯板之間的摩擦力以減少對實驗結(jié)果的干擾。

實施例5

如圖7所示，其與實施例2的區(qū)別在于：所述左蓋板5與所述右蓋板6上設(shè)置開合式防護(hù)罩16。

所述開合式防護(hù)罩16由高強尼龍復(fù)合材料制成，所述高強尼龍復(fù)合材料由以下成分按重量比組成：尼龍66樹脂40份，玻璃纖維62份，硅酮粉10份，相容劑2份，聚四氟乙烯5份，硫化物3份，本材料具有高強度、高防腐、高耐溫、高耐磨等優(yōu)良特性，力學(xué)性能優(yōu)異。

本實施例中，在左蓋板與右蓋板上設(shè)置開合式防護(hù)罩，一方面起到防護(hù)作用，避免待測螺栓被剪斷時殘體飛落砸傷周圍的設(shè)備或人員，另一方面便于拆裝，不影響螺栓的裝夾以及實驗的進(jìn)行。

使用時，首先通過待測螺栓和連接裝置螺栓將左蓋板、上芯板、下芯板及右蓋板拼接在一起，然后將上芯板的下端和下芯板的上端分別夾持在加載裝置的上部和下部，然后將2個磁式位移計分別布置在上芯板與所述下芯板的前后側(cè)面之間以便于取測量結(jié)果的平均值作為上芯板和下芯板之間的相對位移，之后對待測螺栓施加預(yù)緊力，最后對本上芯板和下芯板逐步緩慢施加拉力直至待測螺栓被剪斷，通過電腦和多通道應(yīng)變采集儀采集試驗過程中數(shù)據(jù)。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。