[实用新型]一种单根纤维拔出基质体装置

说明书

本实用新型公开了一种单根纤维拔出基质体装置，包括试件、作动机构、用于夹持试件的夹持机构、力传感器和试验机架，利用力传感器与轻质铝加工而成的纤维夹头串联，在保证给予纤维足够夹持力的同时，有效测量纤维于基质体中拔出过程中拔出力的变化，克服了传统试验机相对单纤维拔出实验量程与精度不匹配问题；选用的5N量程传感器具有量程合适，精度高等优点；选用的轻质铝加工的纤维夹头质量轻，保证了在与传感器串联时不会导致传感器超量程，以较低的成本解决了单纤维拔出实验实施过程中测试装置与方法存在的问题，尤其实现了在传统试验机上进行单纤维拔出实验的可能。

技术领域

本实用新型涉及单根纤维拔出基质体装置，特别是PVA纤维于水泥基材料基材中拔出力的测量装置。

背景技术

目前，纤维在基质体中的力学行为包括纤维与基质体间的摩擦力与粘结力，现绝大多数研究均使用单纤维拔出实验得出。相关研究对于埋入深度要求均为1mm，目前国内外测量单纤维拔出基质体的试验机一般使用的是液压试验机，但是液压试验机价格太过于昂贵，提高了实验门槛，这导致了在大多数研究中单纤维拔出实验难以进行，限制了纤维增韧材料的相关研究。

中国专利“用于检验单根纤维从水泥基材料拔出粘结性能的测试装置”(专利号ZL201520156412.4)，通过拉压转换，将测试的作用形式由受拉转换为受压，可直接在压力试验机上进行试验，但是压力试验机中，弹簧的弹性系数也会在使用过程中慢慢改变，导致测量的数据不够精准。因此，研发一种能精准测量单纤维拔出基质体的试验装置非常必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是降低测试仪器的成本和保证测量数据的准确性，实现对纤维拔出过程中，纤维与基质体间抽动力与位移变化的实时监控。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种单根纤维拔出装置，包括试件、作动机构、用于夹持试件的夹持机构、力传感器和试验机架；所述试件，包括基质体以及单根纤维，该纤维一端埋入基质体中，另一端伸出基质体而裸露，试件的基质体尺寸为10×10×20mm，纤维埋入基质体部分的长度为1mm，裸露在纤维夹头外的纤维外用瞬凝氰基丙烯酸脂胶水粘贴一层专用纸，粘贴后的专用纸是片状形式；所述作动机构固定安装在试验机架上，作动机构在试验机架上做纵向运动；所述夹持机构，包括上下同轴设置的基质体夹头、纤维夹头，基质体夹头的夹持端能够夹持固定试件的基质体，基质体夹头的固定端与作动机构的动力输出端连接，基质体夹头的固定端在作动机构上做横向调整；纤维夹头的夹持端能够夹持固定试件中的纤维，纤维夹头与力传感器串联后的固定端固定安装在试验机架的顶部下方，而纤维夹头的固定端横向调整，确保单根纤维处于竖直状态，且在测试过程中，通过作动机构作动于基质体夹头做纵向运动，促使单根纤维能够从基质体中拔出，并经力传感器测试单根纤维拔出时所承受的拉力，其中纤维夹头材质为轻质铝。

进一步地，所述试验机的底部上设有伺服电机，门架里设有螺杆，螺杆连通伺服电机，行动横梁悬空与地面平行，行动横梁的两端与螺杆螺纹连接，行动横梁由试验机外的控制采集板连通。

进一步地，所述基质体夹头材质是刚。

进一步地，所述的力传感器是5N量程传感器，力传感器的分辨率为±0.001N。

进一步地，所述基质体夹头和纤维夹头为U型，基质体夹头和纤维夹头内部均设有用于夹持试件的固定连接的夹块。

进一步地，所述试件的专用纸是静电打印纸，每平方米质量为80g。

进一步地，所用的胶水是安特固科技（无锡）有限公司的安特固胶水。