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原文传递古建筑木材料的顺纹抗拉特性的测试装置和方法

专利名称：	古建筑木材料的顺纹抗拉特性的测试装置和方法
摘要：	本发明提供了一种古建筑木材料的顺纹抗拉特性的测试装置和方法。该装置包括古建筑木材料原材，硬木垫片，电阻应变片组成的测试试样。测试试样两端截面较宽部分为夹持部，中间截面较窄部分为测试部，通过圆弧过渡。试验机通过水平夹具夹持在试样两端，并施加拉力。该方法包括：制作加工古建筑木材原料，使用胶水将加工有网格的硬木垫片粘贴在夹持部两侧，测试部中间位置画十字交叉定位，粘贴竖向应变片，并在下方粘贴横向应变片，两侧同一方向应变片在同一高度。使用水平夹具夹持垫片，保证试样纵轴与拉力方向一致。本发明适用于原材料有限的古建筑木材料抗拉特性的研究，试样加工简便，试验操作简单，测试结果可靠，测试效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京交通大学
发明人：	杨娜;王忠铖
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910401531.4
公开号：	CN110044706A
代理机构：	北京市商泰律师事务所
代理人：	黄晓军
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100044 北京市海淀区西直门外上园村3号
主权项：	1.一种古建筑木材料的顺纹抗拉特性的测试装置，其特征在于，包括：位于装置两端的夹持部和位于装置中部的测试部，两端的夹持部与测试部之间通过圆弧过渡，夹持部的截面宽度大于测试部的截面宽度；所述夹持部包括三层，其中中间层为古建筑木材，两侧外层为硬木垫片，硬木垫片与试验机的夹具接触，所述测试部为古建筑木材，两端夹持部中的古建筑木材和测试部中的古建筑木材相连接，构成木材试样，所述木材试样竖直放置，在测试部的木材试样的两面均粘贴竖向电阻应变片和横向电阻应变片，通过试验机在木材试样的纵轴方向施加大小相等、方向相反的拉力，记录木材试样由加载拉力开始到最终破坏之间的拉力、位移、竖向应变和横向应变。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述木材试样的长度沿木材顺纹方向，木材试样的横截面方向分别为木材试样的径向与弦向，通过对装置施加拉力使测试部形成均匀受拉状态。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹持部的中间层木材试样与外层硬木垫片之间通过胶水粘接。所述硬木垫片的两侧均加工成网格状。 4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，竖向电阻应变片和横向电阻应变片与木材试样通过胶水粘接，通过在木材试样中间位置画十字交叉线确定竖向电阻应变片的位置，水平电阻应变片布置于竖向电阻应变片下方1mm处，且两侧同一方向电阻应变片布置在木材试样的同一高度处。 5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试部的横截面尺寸为10mm4mm，长度为50mm；所述夹持部的横截面尺寸为20mm4mm，长度为35mm；所述夹持部与测试部之间的圆弧直径25mm。 6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述硬木垫片的横截面尺寸为20mm*5mm，长度为35mm。 7.一种古建筑木材料的顺纹抗拉特性的测试方法，其特征在于，应用于权利要求1至6任一项所述的装置，所述方法具体包括： S1.利用古建筑木材料制作木材试样，木材试样的长度沿木材顺纹方向，木材试样的横截面分别为木材的径向和弦向； S2.将硬木垫片加工成木材试样的夹持部尺寸，硬木垫片的两面加工成网格状，硬木垫片的一面与木材试样片夹持部通过胶水粘接，另一面测试时与试验机的夹具接触； S3.在木材试样的中心位置划十字交叉定位线； S4.将竖向电阻应变片中心与十字交叉点重合，粘贴竖向电阻应变片，随后将横向电阻应变片粘贴于竖向电阻应变片下方，间距1mm，两侧同一方向电阻应变片布置在木材试样的同一高度处； S5.通过试验机的水平夹具在木材试样的上、下两个夹持面上分别施加大小相等、方向相反的拉力； S6.记录木材试样由加载拉力开始到最终破坏之间的拉力、位移、竖向应变和横向应变，通过最大拉力和测试部的横截面面积测得木材试样的抗拉强度；通过拉力和测试部的横截面面积得到拉应力，结合竖向电阻应变片测得的竖向拉应变，得到木材试样的应力-应变关系；通过横向电阻应变片测得横向收缩应变，结合竖向应变，得到木材试样的拉伸泊松比。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述试验机加载拉力的速度范围为0.2-2mm/min，拉力的加载同轴度不超过10％。 9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述木材试样在拉力作用下竖向与横向的应变取两侧同一方向电阻应变片测试结果的均值进行计算，所述木材试样在拉力作用下的荷载值、位移值的采样频率不小于5Hz，应变值的采样频率不小于0.5Hz。 10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述竖向电阻应变片和横向电阻应变片的基底长度不超过8mm，灵敏系数小于4％。
所属类别：	发明专利