专利名称：增大拉伸试验机有效工作空间的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拉伸试验方法及设备，尤其是是一种能用行程较小的拉伸机拉伸超出其拉伸极限长度的方法及装置，具体地说是一种增大拉伸试验机有效工作空间的方法及装置。
背景技术：
目前，为获得工程材料的力学性能，往往需要借助试验设备对材料进行力学性能试验。关于拉伸试验机，国内外都有很多型号的设备，不同型号的产品，试验机整体框架结构均是类似的，均由承载反力架和加载动力部分组成。而拉伸性能试验多是针对标准试样进行，因此试验机的承载反力架空间以满足标准试样大小为主，通常不超过I米。
但是随着新材料的不断出现，或者工程应用的特殊性和复杂性，通常需要对一些非标准试样进行锚固或拉伸承载试验，对于非标准试验，已有的试压机设备往往无法满足使用要求。而针对非标准试样重新定制试验机设备将产生大额的费用，因此可以在现有的设备上进行改造。

发明内容
本发明的目的是针对现有的拉伸试验机无法满足超出其极限长度的试样要求，而重新购置新的试验设备会导致成本增加和资源浪费的问题，发明一种能扩大其试验长度的方法和装置。本发明的技术方案之一是
一种增大拉伸试验机有效工作空间的方法，其特征是它包括以下步骤
首先，将原有拉伸试验机的反力架横梁拆卸；
其次，在原有试验机立柱上安装一阶反力架横梁代替原有的反加架横梁，将试验机的立柱穿过一阶反力架横梁上的立柱孔，安装卡箍，将一阶反力架横梁位置固定，同时借助锚具来夹持试样，锚固位置在一阶反力横梁的顶部，从而使拉伸试验机的有效工作空间在原有空间的基础上增加一个相当于一阶反力架高度的高度；所述的一阶反力架横梁由上下翼板和位于上下翼板之间的腹板组成，上下翼板对应位置处设有供拉伸机立柱和试样穿过的通孔；
第三，如果一阶反力架横梁替换试验机原有横梁后，试验机的有效空间仍然无法满足试样长度的要求，则需在一阶反力架横梁上设置二阶反力架立柱安装孔，将二阶反力架立柱的下端插入所述的二阶反力架立柱安装孔中并用二阶反力架下卡箍定位，然后在二阶反力架立柱的上端安装二阶反力架横梁并用二阶反力架上卡箍固定使二阶反力架横梁定位在二阶反力架立柱上，将试样穿过一阶反力架横梁和二阶反力架横梁后用锚具在二阶反力架横梁的上部将试样拉紧，所述的二阶反力架横梁由二阶上下翼板和二阶腹板组成，二阶腹板位于二阶上下翼板之间，二阶上下翼板对应位置处设有供试样和二阶反力架立柱穿过的通孔。
所述的二阶反力架立柱上设有多个用于安装二阶反力架上卡箍的卡槽，以适应不同试样的高度。本发明的技术方案之二是
一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它包括用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁I以及卡箍2和锚具3，其特征是所述的一阶反力架横梁I由上翼板101、下翼板102和起支撑作用的腹板103组成，腹板103位于上翼板101和下翼板102之间，在上翼板101和下翼板102相对位置处开设有供试样通过的试样孔104和供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔105，所述的卡箍2卡装在拉伸试验机的立柱4上以防止一阶反力架横梁I下滑，所述的锚具3固定在试样5的上端并与上翼板101的表面相抵。所述的上翼板101上设有安装二阶反力架立柱的二阶反力架立柱安装孔106。
本发明的技术方案之三是
一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它至少包括一个用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁I和至少一个二阶反力架横梁6，其特征是所述的一阶反力架横梁I套装在拉伸试验机立柱4上并用能防止其下滑的卡箍2实现轴向定位，所述的二阶反力架横梁6套装在二阶反力架立柱7的上端上，在二阶反力架立柱7上卡装有防止二阶反力架横梁6下滑实现轴向定位的二阶反力架上卡箍8，二阶反力架立柱7的下端安装在一阶反力架横梁I上并用二阶反力架下卡箍9定位，所述的试样5的上端穿过一阶反力架横梁I和二阶反力架横梁6后通过锚具3固定；所述的一阶反力架I由上翼板101、下翼板102和起支撑作用的腹板103组成，腹板103位于上翼板101和下翼板102之间，在上翼板101和下翼板102相对位置处开设有供试样通过的试样孔104、供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔105和供二阶反力架立柱7插装的二阶反力架立柱孔106 ;所述的二阶反力架横梁6由二阶上翼板601、二阶下翼板602和起支撑作用的二阶腹板603组成，二阶腹板603位于二阶上翼板601和二阶下翼板602之间，在二阶上翼板601和二阶下翼板602相对位置处开设有供试样通过的二阶试样孔604和供二阶反力架立柱7穿过的二阶立柱孔605。所述的二阶上翼板601上还设有供三阶反力架立柱穿过的三阶反力架立柱安装孔。所述的二阶反力架立柱7上至少设有二个用于调整二阶反力架安装高度的与二阶反力架上卡箍8相配的卡槽10。本发明的有益效果
本发明可以替换原有拉伸试验机的反力架横梁，从而大幅度提高原有试验机的有效使用空间，大大提高了试验机设备的使用范围。本发明具有装置简单，操作方便的优点。本发明可节约试验成本，降低资源浪费。


图I是本现有的拉伸试验机的结构示意图。图2是本发明的一阶反力架横梁的结构示意图。图3是图2的左视图。图4是图2的俯视图。
图5是安装了本发明的一阶反力架横梁的拉伸试验机的结构示意图。图6是利用本发明一阶反力架进行筋材与混凝土锚固试验示意图的示意图，试验时直接利用混凝土 11代替锚具3。图7是本发明的二阶反力架的结构示意图。图8是图7的左视图。图9是图7的俯视图。图10是安装了本发明的一阶反力架横梁和二阶反力架横梁的拉伸试验机的结构示意图。图11是本发明的二阶反力架立柱的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例一。一种增大拉伸试验机有效工作空间的方法
首先，将原有试验机的反力架横梁拆卸，由于试验机横梁重量较大，为操作方便，可以围绕试验机搭脚手架，在试验机上部安装吊葫芦，可以很方便的进行拆卸和本发明所包括的各部分的安装。其次，安装本发明的一阶反力架横梁，将试验机的立柱穿过一阶反力架横梁上的立柱孔，安装卡箍，将一阶反力架横梁位置固定。由于一阶反力横梁是借助锚具来夹持试样的，锚固位置在一阶反力横梁的顶部(见图5)，而试验机原有反力架横梁的夹持试样位置在横梁下部(见图I)，比较图I和图5可以看出，此时试验机的有效工作空间已经增大了一个长度，该长度为一阶反力架横梁的高度，约200-300mm。图6是借助一阶反力架横梁进行筋材与混凝土锚固性能试验的一个示例。第三，如果用一阶反力架横梁替换试验机原有横梁后，试验机的有效空间仍然无法满足试样长度的要求，可以在一阶反力架横梁的基础上，竖立二阶反力架立柱，然后在二阶反力架立柱上安装二阶反力架横梁并用卡箍固定位置，如图10所示。从图10可以看出，增加二阶反力架后，试验机的有效空间可以大幅度提高。第四，卡箍(可采用标准件)固定反力架的方式为，将卡箍套在立柱卡槽处，用螺栓将卡箍和反力架横梁拧成整体，由于卡箍的外径大于反力架横梁的立柱孔，因此可以限制反力架横梁的移动。其中的一阶反力架横梁由上下两翼缘板(图2)与四块腹板(图3)焊接而成，确保一阶反力架横梁的刚度不低于试验机原有横梁的刚度，一阶反力架横梁上下翼缘板各开有同心同轴的三类圆孔。第一类，其位置、孔径和数量，与试验机的立柱适配，用于穿过试验机的立柱；第二类，包括4个圆孔，围绕翼缘板形心对称布置，与所述的二阶反力架立柱相适配；第三类，包括I个圆孔，位于翼缘板形心位置，孔径略小，用于穿过试样，也称为试样孔，如图4所示。二阶反力架立柱包括4根形状完全一样的圆轴立柱，每根圆轴立柱间隔加工有多个卡槽段，包括调节高度的多个中间段卡槽、一个安装上卡箍的卡槽和一个安装下卡箍的卡槽(如图11)。
所述的二阶反力架横梁，由上下两翼缘板与四块腹板焊接而成，确保二阶反力架横梁的刚度不低于试验机原有横梁的刚度，二阶反力架横梁上下翼缘板各开有同心同轴的五个圆孔，该五个圆孔可以归为2类。第一类，包括4个圆孔，其孔径大小与一阶反力架横梁上四个圆孔相同，与二阶反力架立柱相适配；第二类，包括I个圆孔，位于翼缘板形心位置，孔径略小，用于穿过试样，也称为试样孔。所述的卡箍，其形状为一个圆环切割成两半，圆环的内径与所述的二阶反力架立柱上凹槽吻合，圆环的外径大于所述的二阶反力架立柱外径和反力架横梁上四个圆孔的直径，用于限制和固定二阶反力架横梁的位置。所述的螺栓，与卡箍配套使用，可以将卡箍拧在二阶反力架横梁上，将卡箍拼成整个圆环状。所述的锚具，用于在一阶反力架横梁或二阶反力架横梁上的试样孔锚固试样。实施例二。
如图2-5所示。一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它包括用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁I以及卡箍2和锚具3，如图5所示，所述的一阶反力架横梁I由上翼板101、下翼板102和起支撑作用的腹板103组成，如图2、3所示，腹板103位于上翼板101和下翼板102之间，在上翼板101和下翼板102相对位置处开设有供试样通过的试样孔104和供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔105，如图4所示，所述的卡箍2卡装在拉伸试验机的立柱4上以防止一阶反力架横梁I下滑，所述的锚具3固定在试样5的上端并与上翼板101的表面相抵，如图5所示。为了适应安装二阶反力架横梁的要求，具体实施时最好是在所述的上翼板101上设有安装二阶反力架立柱的二阶反力架立柱安装孔106。具体实施时根据试样的不同，锚具可用其它等效部件来代替，如图6所示，就是利用混凝土来代替锚具进行试样的固定的。实施例三。如图2、3、4、7、8、9、10、11 所示。一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它至少包括一个用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁I和至少一个二阶反力架横梁6，如图10所示，所述的一阶反力架横梁I套装在拉伸试验机立柱4上并用能防止其下滑的卡箍2实现轴向定位，所述的二阶反力架横梁6套装在二阶反力架立柱7的上端上，在二阶反力架立柱7上卡装有防止二阶反力架横梁6下滑实现轴向定位的二阶反力架上卡箍8，二阶反力架立柱7的下端安装在一阶反力架横梁I上并用二阶反力架下卡箍9定位，所述的试样5的上端穿过一阶反力架横梁I和二阶反力架横梁6后通过锚具3固定；所述的一阶反力架I如图2-4所示，它由上翼板101、下翼板102和起支撑作用的腹板103组成，腹板103位于上翼板101和下翼板102之间，在上翼板101和下翼板102相对位置处开设有供试样通过的试样孔104、供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔105和供二阶反力架立柱7插装的二阶反力架立柱孔106。所述的二阶反力架横梁6如图7-9所示，它由二阶上翼板601、二阶下翼板602和起支撑作用的二阶腹板603组成，二阶腹板603位于二阶上翼板601和二阶下翼板602之间，在二阶上翼板601和二阶下翼板602相对位置处开设有供试样通过的二阶试样孔604和供二阶反力架立柱穿过的二阶立柱孔605。为了适应进一步拓展拉伸试验空间的要求，保证强度，二阶反力架立柱的高度不能太高，为此可能还需要增设三阶反力架横梁，因此，具体实施时还应在所述的二阶上翼板601上设置三阶反力架立柱穿过的三阶反力架立柱安装孔，以此类推。所述的二阶反力架立柱7上至少设有二个用于调整二阶反力架安装高度的与二阶反力架上卡箍8相配的卡槽10。为了适应不同高度的试样的试验要求，二阶反力架立柱7可间隔加工有多个卡槽段，包括调节高度的多个中间段卡槽10、一个安装上卡箍8的卡槽和一个安装下卡箍9的卡槽(如图11)。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种增大拉伸试验机有效工作空间的方法，其特征是它包括以下步骤 首先，将原有拉伸试验机的反力架横梁拆卸； 其次，在原有试验机立柱上安装一阶反力架横梁代替原有的反加架横梁，将试验机的立柱穿过一阶反力架横梁上的立柱孔，安装卡箍，将一阶反力架横梁位置固定，同时借助锚具来夹持试样，锚固位置在一阶反力横梁的顶部，从而使拉伸试验机的有效工作空间在原有空间的基础上增加一个相当于一阶反力架高度的高度；所述的一阶反力架横梁由上下翼板和位于上下翼板之间的腹板组成，上下翼板对应位置处设有供拉伸机立柱和试样穿过的通孔； 第三，如果一阶反力架横梁替换试验机原有横梁后，试验机的有效空间仍然无法满足试样长度的要求，则需在一阶反力架横梁上设置二阶反力架立柱安装孔，将二阶反力架立柱的下端插入所述的二阶反力架立柱安装孔中并用二阶反力架下卡箍定位，然后在二阶反力架立柱的上端安装二阶反力架横梁并用二阶反力架上卡箍固定使二阶反力架横梁定位在二阶反力架立柱上，将试样穿过一阶反力架横梁和二阶反力架横梁后用锚具在二阶反力架横梁的上部将试样拉紧，所述的二阶反力架横梁由二阶上下翼板和二阶腹板组成，二阶腹板位于二阶上下翼板之间，二阶上下翼板对应位置处设有供试样和二阶反力架立柱穿过的通孔。
2.根据权利要求I所述的增大拉伸试验机有效工作空间的方法，其特征是所述的二架反力架立柱上设有多个用于安装二阶反力架上卡箍的卡槽，以适应不同试样的高度。
3.一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它包括用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁(I)以及卡箍(2)和锚具(3)，其特征是所述的一阶反力架横梁(I)由上翼板(101)、下翼板(102)和起支撑作用的腹板(103)组成，腹板(103)位于上翼板(101)和下翼板(102)之间，在上翼板(101)和下翼板(102)相对位置处开设有供试样通过的试样孔(104)和供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔(105)，所述的卡箍(2)卡装在拉伸试验机的立柱(4)上以防止一阶反力架横梁(I)下滑，所述的锚具(3)固定在试样(5)的上端并与上翼板(101)的表面相抵。
4.根据权利要求3所述的增大拉伸试验机有效工作空间的装置，其特征是所述的上翼板(101)上设有安装二阶反力架立柱的二阶反力架立柱安装孔(106)。
5.一种增大拉伸试验机有效工作空间的装置，它至少包括一个用来代替原有拉伸试验机的反力架横梁的一阶反力架横梁(I)和至少一个二阶反力架横梁(6)，其特征是所述的一阶反力架横梁(I)套装在拉伸试验机立柱(4)上并用能防止其下滑的卡箍(2)实现轴向定位，所述的二阶反力架横梁(6)套装在二阶反力架立柱(7)的上端上，在二阶反力架立柱(7)上卡装有防止二阶反力架横梁(6)下滑实现轴向定位的二阶反力架上卡箍(8)，二阶反力架立柱(7)的下端安装在一阶反力架横梁(I)上并用二阶反力架下卡箍(9)定位，所述的试样(5)的上端穿过一阶反力架横梁(I)和二阶反力架横梁(6)后通过锚具(3)固定；所述的一阶反力架(I)由上翼板(101)、下翼板(102)和起支撑作用的腹板(103)组成，腹板(103)位于上翼板(101)和下翼板(102)之间，在上翼板(101)和下翼板(102)相对位置处开设有供试样通过的试样孔(104)、供拉伸试验机立柱穿过的立柱孔(105)和供二阶反力架立柱(7)插装的二阶反力架立柱孔(106);所述的二阶反力架横梁(6)由二阶上翼板(601)、二阶下翼板(602 )和起支撑作用的二阶腹板(603 )组成，二阶腹板(603 )位于二阶上翼板(601)和二阶下翼板(602)之间，在二阶上翼板(601)和二阶下翼板(602)相对位置处开设有供试样通过的二阶试样孔(604)和供二阶反力架立柱(7)穿过的二阶立柱孔(605)。
6.根据权利要求5所述的增大拉伸试验机有效工作空间的装置，其特征是所述的二阶上翼板(601)上还设有供三阶反力架立柱穿过的三阶反力架立柱安装孔。
7.根据权利要求5所述的增大拉伸试验机有效工作空间的装置，其特征是所述的二阶反力架立柱(7)上至少设有二个用于调整二阶反力架安装高度的与二阶反力架上卡箍(8)相配的卡槽(10)。
全文摘要
一种可以增大拉伸试验机有效工作空间方法及装置，包括与试验机立柱相适配的一阶反力架横梁、二阶反力架立柱、二阶反力架横梁、卡箍、螺栓、锚具。用一阶反力架横梁替换原有试验机横梁，并在横梁顶部锚固试样，可以增加试验机空间约300mm，如果再增加二阶反力架横梁，试验机的有效空间可以增加1m以上。本发明不仅可以大幅度增大试验机的有效空间，还可以进行筋材与混凝土的锚固性能试验。
文档编号G01N3/02GK102706748SQ20121019957
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者王焰, 陈晓洪, 陈育志 申请人:金陵科技学院