[发明专利]一种用于测试垫层材料抗弯性能和疲劳性能的系统及方法

说明书

本发明适用于土木工程材料的力学测试领域，提供了一种用于测试垫层材料抗弯性能和疲劳性能的系统及方法及方法。所述系统包括：平台总成，用于夹持待测试的试件；加载总成，用于对试件施加作用力；测量总成，用于测量试件在受到作用力后的挠度；温控装置，用于提供试件测试所需的温度环境；材料测试控制装置，用于根据所施加的作用力的数值及测量总成所测得挠度的数值，计算出抗弯性能与疲劳性能。本发明可以测试垫层材料在不同环境温度下的力学性能，主要获得抗弯与疲劳性能的相关数据。本发明系统结构简单、操作方便，能够在一定变温环境下稳定工作，测试数据受温度影响较小，具有准确、高效等优点。

技术领域

本发明属于土木工程材料的力学测试领域，尤其涉及一种用于测试垫层材料抗弯性能和疲劳性能的系统及方法。

背景技术

近年来，在我国高速铁路板式无砟轨道的施工建设中(如CRTSI、CRTSII和CRTSIII型等)，广泛地采用了自密实高性能的垫层材料。众所周知，对结构材料进行科学的力学测试和检测是结构安全性和耐久性的重要保证。然而，在开发和研究垫层材料的力学测试方法过程中，我国主要以单轴抗压性能测试为主，目前尚未用到其他方法。根据现场板式无砟轨道运行中的病害统计，垫层材料层却出现了意想不到的开裂破坏，而且服役寿命远远低于预期。因此，有必要进一步关注垫层材料的抗弯性能和疲劳性能，从而为垫层材料的系统研究打下基础。

基于上述背景，本发明申请人发明一种适应于垫层材料的四点抗弯装置，结合基本的力学原理和方法，用来测试该材料的抗弯性能和疲劳性能；考虑到垫层材料使用时的环境温度变化问题，提供一个简单易操作的温控装置，以模拟垫层材料的工作温度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于测试高速铁路中板式无砟轨道垫层材料在不同温度下的抗弯性能和疲劳性能的系统及方法，旨在解决背景技术中所提到的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种用于测试垫层材料抗弯性能和疲劳性能的系统，所述系统包括：

平台总成，用于夹持待测试的试件；加载总成和测量总成安装于所述平台总成上；

加载总成，用于对装夹于平台总成上的试件施加作用力；

测量总成，用于测量试件在受到加载总成所施加的作用力后的挠度；

温控装置，用于提供试件测试所需的温度环境；

材料测试控制装置，用于通过所述加载总成向试件的两端施加作用力的数值和测量总成所测得的挠度的数值，基于一定的力学原理计算得出试件抗弯性能与疲劳性能的相关参数。

优选的，所述平台总成还包括：

基座；

第一转动夹具，用于夹持待测试的试件；

支架，设置在所述基座上；

线性导轨，所述加载总成滑动设置在所述线性导轨上。

优选的，所述加载总成包括加载臂和第二转动夹具。

优选的，所述测量总成包括：

试件横梁；当检测试件在受到加载总成所施加的作用力后的挠度时，所述试件横梁通过螺丝固定在试件的表面；

位移传感器，设置在所述试件横梁上，用于检测试件中心在受到加载总成所施加的作用力后的挠度。

优选的，所述位移传感器的分辨率为0.001mm、使用环境温度为-40℃～100℃。

优选的，所述位移传感器选用磁致伸缩位移传感器或线性可变差动器。

优选的，所述平台总成和加载总成的材质为奥氏体不锈钢或高铬钢。

优选的：