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1、(10)申请公布号 CN 102288479 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102288479 A *CN102288479A* (21)申请号 201110124463.5 (22)申请日 2011.05.13 G01N 3/02(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正街 174 号 (72)发明人 赵宝云 刘东燕 李东升 罗云菊 郑志明 朱正伟 侯龙 董倩 薛凯喜 王平 顾文杰 张训祥 伍川生 蒋海飞 (74)专利代理机构 北京海虹嘉诚知识产权代理 有限公司 11129 代理人 谢殿武 (54) 发明名称 脆性材料力试验连接。
2、装置 (57) 摘要 本发明公开了一种脆性材料力试验连接装 置， 包括结构相同的上连接结构和下连接结构， 上 连接结构和下连接结构均包括连接座、 自适应球 体和压盖， 连接座设有用于包容自适应球体表面 的球面槽， 压盖设有压盖孔， 压盖孔边缘压在自适 应球体使自适应球体压于球面槽， 自适应球体的 部分球体外露于压盖孔 ； 上连接结构和下连接结 构之间的连接座上下相背设置， 试件位于上连接 结构的连接座和下连接结构的连接座之间， 本发 明具有较好的自适应性， 不会发生竖直平面内的 转动约束， 能够适用于脆性材料(岩石)的压力试 验和拉力试验， 具有较强的通用性， 利于标准化生 产 ； 同时， 在。
3、进行拉力试验和压力试验时对偏心 拉力和偏心压力均具有自适应校正的能力。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102288492 A1/1 页 2 1. 一种脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 包括结构相同的上连接结构和下连接 结构， 上连接结构和下连接结构均包括连接座、 自适应球体和压盖， 所述连接座设有用于包 容自适应球体表面的球面槽， 压盖设有压盖孔， 所述压盖固定连接于连接座， 压盖孔边缘压 在自适应球体使自适应球体压于球面槽， 所述自适应球体的部分球体外露于压盖孔， 与自 适应。
4、球体外露于压盖孔的部分球体固定连接设有承力件 ； 所述上连接结构和下连接结构之间的连接座上下相背设置， 试件位于上连接结构的连 接座和下连接结构的连接座之间。 2. 根据权利要求 1 所述的脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 所述自适应球体外 露于压盖孔的部分球体的竖直高度为自适应球体总高度的 1/3。 3. 根据权利要求 2 所述的脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 所述自适应球体为 长轴位于水平方向的椭球体。 4. 根据权利要求 3 所述的脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 所述球面槽深度小 于椭球体短轴的 1/2。 5. 根据权利要求 4 所述的脆性材料力试验连接装置，。
5、 其特征在于 ： 所述承力件为与自 适应球体一体成型的短粗螺杆。 6. 根据权利要求 5 所述的脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 压盖孔的边缘为与 自适应球体之间形成包容的内球面结构。 7. 根据权利要求 6 所述的脆性材料力试验连接装置， 其特征在于 ： 所述压盖通过螺纹 连接固定连接于连接座。 权 利 要 求 书 CN 102288479 ACN 102288479 A CN 102288492 A1/3 页 3 脆性材料力试验连接装置 技术领域 0001 本发明涉及一种拉压力试验装置附件， 特别涉及一种用于脆性材料拉压力试验装 置的附件。 背景技术 0002 岩石等脆性材料与其它。
6、材料一样， 在进行应用或者施工前需要进行拉压力试验。 而对于岩石等脆性材料来说， 最显著的特性就是抗拉强度远小于抗压强度。 而工程实践中， 常会出现例如大型洞室的顶底板受力、 采矿工程中的巷道、 采场顶板的稳定性、 放矿时矿体 的冒落等受拉应力支配的现象。 然而， 在岩石力学领域， 岩石的力学特性主要集中在压应力 条件下的力学响应， 包括单轴、 双轴和三轴试验等， 对拉应力作用下岩石的力学特性研究相 对较少。 而上述受拉应力支配的现象中， 如果没有拉应力实验数据支持， 则会对岩石承受压 应力性能估计不足而导致事故发生。 0003 为解决上述问题， 出现了一系列的拉伸试验装置， 但用于检测压力的。
7、试样承载结 构和用于检测拉力的承载结构不同， 不具有通用性， 因而实验过程需独立进行， 独立制样， 降低工作效率。特别是现有技术的试样承载结构不具有适应性 ； 压力和拉力试验中导致力 的方向与承载点偏离， 导致测得的承受力指标不准， 为后续施工提供不准确的参照标准， 从 而留下安全隐患。为了解决上述问题， 中国专利 ZL89214847.0 公开了一种用于拉伸试验的 辅助设备， 通过半球体与上钢块之间形成球面配合， 上钢块固定连接于下钢块， 半球体的平 面与下钢块的上表面相对， 在拉伸过程中， 由于半球体的作用， 能够适应并一定的偏心力。 0004 由以上叙述可以看出， 现有技术的试样连接装置。
8、均为相对独立的结构， 也就是说 拉力试验试样连接装置不能用于压力试验， 或者说不适用于压力试验， 而压力试验试样连 接装置更无法应用于拉力试验， 导致试验过程复杂， 效率较低。前述用于拉伸试验的辅助 设备在进行拉力试验时， 由于半球体的平面与下钢块的上表面相对， 因而会在适应偏心力 时发生运动干扰， 导致该构件只能适应于较小偏心距的偏心力， 通用性较强 ； 同时， 半球体 上部的压盖孔对与半球体连接的连接杆形成约束， 对适应偏心力的偏心距范围造成不良影 响 ； 该构件各个零件之间的间隙较大， 否则不能转动以适应偏心力， 导致空位移较大， 不能 精确检测。而且， 该构件不具有通用性， 也就是其进。
9、行压力试验时， 不具有偏心力的自适应 能力。 0005 因此， 需要一种用于脆性材料进行拉力和压力试验的连接装置， 能够适用于脆性 材料(岩石)的压力试验和拉力试验， 具有较强的通用性， 利于标准化生产 ； 同时， 在进行拉 力试验和压力试验时对偏心拉力和偏心压力均具有自适应校正的能力， 避免检测结果出现 较大的误差， 为后续施工提供准确的参照标准， 从而保证安全施工。 发明内容 0006 有鉴于此， 本发明的目的提供一种脆性材料力试验连接装置， 能够适用于脆性材 料(岩石)的压力试验和拉力试验， 具有较强的通用性， 利于标准化生产 ； 同时， 在进行拉力 说 明 书 CN 102288479。
10、 ACN 102288479 A CN 102288492 A2/3 页 4 试验和压力试验时对偏心拉力和偏心压力均具有自适应校正的能力， 避免检测结果出现较 大的误差， 为后续施工提供准确的参照标准， 从而保证安全施工。 0007 本发明的脆性材料力试验连接装置， 包括结构相同的上连接结构和下连接结构， 上连接结构和下连接结构均包括连接座、 自适应球体和压盖， 所述连接座设有用于包容自 适应球体表面的球面槽， 压盖设有压盖孔， 所述压盖固定连接于连接座， 压盖孔边缘压在自 适应球体使自适应球体压于球面槽， 所述自适应球体的部分球体外露于压盖孔， 与自适应 球体外露于压盖孔的部分球体固定连接设。
11、有承力件 ； 0008 所述上连接结构和下连接结构之间的连接座上下相背设置， 试件位于上连接结构 的连接座和下连接结构的连接座之间。 0009 进一步， 所述自适应球体外露于压盖孔的部分球体的竖直高度为自适应球体总高 度的 1/3 ； 0010 进一步， 所述自适应球体为长轴位于水平方向的椭球体 ； 0011 进一步， 所述球面槽深度小于椭球体短轴的 1/2 ； 0012 进一步， 所述承力件为与自适应球体一体成型的短粗螺杆 ； 0013 进一步， 压盖孔的边缘为与自适应球体之间形成包容的内球面结构 ； 0014 进一步， 所述压盖通过螺纹连接固定连接于连接座。 0015 本发明的有益效果 ：。
12、 本发明的脆性材料力试验连接装置， 采用连接座、 自适应球体 和压盖组成配合结构， 由于球体的转动不会发生干扰， 至少在足够大的转交范围内不会与 相互配合的零件发生干扰， 具有较好的自适应性 ； 并且球体的部分球体外露于压盖孔， 不会 发生竖直平面内的转动约束， 能够适用于脆性材料(岩石)的压力试验和拉力试验， 具有较 强的通用性， 利于标准化生产 ； 同时， 在进行拉力试验和压力试验时对偏心拉力和偏心压力 均具有自适应校正的能力， 避免检测结果出现较大的误差， 为后续施工提供准确的参照标 准， 从而保证安全施工。 附图说明 0016 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。 0017 图 。
13、1 为本发明进行拉应力试验结构示意图 ； 0018 图 2 为本发明进行压应力试验结构示意图。 具体实施方式 0019 图 1 为本发明进行拉应力试验结构示意图， 图 2 为本发明进行压应力试验结构示 意图， 图中均体现了连接装置的结构， 如图所示 ： 本实施例的脆性材料力试验连接装置， 包 括结构相同的上连接结构 a 和下连接结构 b， 上连接结构和下连接结构均包括连接座 3、 自 适应球体 1 和压盖 2， 所述连接座 3 设有用于包容自适应球体表面的球面槽 31， 压盖 2 设有 压盖孔 21， 所述压盖 2 固定连接于连接座 3， 压盖孔 21 边缘压在自适应球体 1 使自适应球 体 。
14、1 压于球面槽 31， 所述自适应球体 1 的部分球体 11 外露于压盖孔 21， 与自适应球体 1 外 露于压盖孔 21 的部分球体 11 固定连接设有承力件 7 ； 0020 所述上连接结构和下连接结构之间的连接座上下相背设置， 试件 4 位于上连接结 构的连接座和下连接结构的连接座之间。 说 明 书 CN 102288479 ACN 102288479 A CN 102288492 A3/3 页 5 0021 本实施例中， 所述自适应球体 1 外露于压盖孔 21 的部分球体 11 的竖直高度为自 适应球体 1 总高度的 1/3 ； 能够较好的避免压盖孔 21 与承力件 7 在竖直平面内 。
15、( 连接件 轴向 ) 的转动干扰， 具有较大的转动自由度， 因而， 对偏心力的偏心距具有较大范围的适应 性， 使检测结果准确 ； 该数值的外露高度， 不但能够避免转动干扰， 还保证压盖 2 与自适应 球体 1 之间的配合， 避免在压力或拉力作用下发生变形， 保证使用寿命及其试验时的稳定 性。 0022 本实施例中， 所述自适应球体 1 为长轴位于水平方向的椭球体 ； 增大横向尺寸， 减 小竖直尺寸， 利于保证构件的整体稳定性。 0023 本实施例中， 所述球面槽 31 深度小于椭球体短轴的 1/2 ； 保证椭球结构的自适应 球体在竖直平面内的转动自由度， 在保证稳定性的同时， 具有对较大偏心距。
16、的偏心力的适 应性。 0024 本实施例中， 所述承力件7为与自适应球体1一体成型的短粗螺杆 ； 可以连接拉应 力部件， 也可以连接适用于压应力的部件， 结构简单， 拆卸方便。 0025 本实施例中， 压盖孔 21 的边缘为与自适应球体 1 之间形成包容的内球面结构， 适 当增大接触面积， 不但对球体进行较好的约束， 还能增大承载能力， 避免出现过度磨损。 0026 本实施例中， 所述压盖 2 通过螺纹连接固定连接于连接座 3， 可根据自适应球体 1 与压盖孔 21 边缘或者与球面槽 31 的配合情况调整连接松紧， 并在磨损后可以通过调整补 偿。 0027 本发明在使用时， 上连接结构a和下连。
17、接结构b之间的连接座上下相背设置， 试件 4 位于上连接结构的连接座和下连接结构的连接座之间 ； 当进行拉应力试验时， 岩石 ( 或其 它脆性材料 ) 试样 4 两端通过粘胶 10 与对应的连接座粘接， 下连接结构短粗螺杆固定于试 验台 5 上， 上连接结构 a 的短粗螺杆通过柔性索 8 由千斤顶等施力构件施加拉应力， 如图， 柔性索 8 通过拉应力冒 9 螺纹连接于短粗螺杆， 采用柔性索 8能更好的校正偏心力， 试验过 程中可采用传感器 6 等结构采集数据， 并进行后续计算和试验 ； 0028 在进行压应力实验室， 上连接结构 a 和下连接结构 b 中其中一个短粗螺杆连接于 试验台， 另一短。
18、粗螺杆螺纹配合设置一承力块9a， 试样4位于上连接结构a的连接座和下连 接结构 b 的连接座之间， 不需要粘接 ； 直接通过千斤顶等对承力块施加压力， 由于自适应球 体的作用， 避免偏心力的不利影响。 0029 最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围， 其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。 说 明 书 CN 102288479 ACN 102288479 A CN 102288492 A1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102288479 ACN 102288479 A 。