[發(fā)明專利]一種應(yīng)力路徑全自動(dòng)液壓伺服控制式剛?cè)嵝远喙δ苋S儀

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210315390.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN102818726A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范永波;趙紅華;李世海;朱林劍;徐志祥;劉曉宇;侯岳峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 王藝

1.一種應(yīng)力路徑全自動(dòng)液壓伺服控制式剛?cè)嵝远喙δ苋S儀，其特征在于，包括：加載框架、雙室壓力室、底座、壓頭、加載系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測(cè)量與采集裝置和控制裝置，其中，

雙室壓力室位于試樣的外圍，壓頭和底座分別位于所述試樣的上、下兩端；加載框架位于所述雙室壓力室的外側(cè)；所述雙室壓力室包括內(nèi)壓力室和位于所述內(nèi)壓力室外圍的外壓力室；

所述加載系統(tǒng)用于對(duì)所述試樣進(jìn)行加載試驗(yàn)；

所述數(shù)據(jù)測(cè)量與采集裝置用于對(duì)加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與測(cè)量；

所述控制裝置與所述加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)測(cè)量與采集裝置分別相連，用于控制所述加載系統(tǒng)，以及獲取數(shù)據(jù)測(cè)量與采集裝置得到的加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的三軸儀，其特征在于，

所述底座和壓頭為剛性或柔性，以實(shí)現(xiàn)剛性或柔性加載；

當(dāng)所述底座和壓頭為剛性時(shí)，所述底座為不銹鋼材料，中心嵌有陶瓷板，所述陶瓷板下面有環(huán)形水槽，以實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)過程中通過陶瓷板擴(kuò)散的氣泡進(jìn)行沖刷；

當(dāng)所述底座和壓頭為柔性時(shí)，所述底座和壓頭具有內(nèi)部充滿液體的不銹鋼外殼，與試樣接觸端設(shè)置有耐高壓膠囊。

3.如權(quán)利要求1所述的三軸儀，其特征在于，

所述加載系統(tǒng)包括液壓動(dòng)力源、軸向加壓控制裝置、內(nèi)圍壓加壓控制裝置、外圍壓加壓控制裝置、孔隙水壓加壓控制裝置和孔隙氣壓加壓控制裝置；其中，

所述內(nèi)圍壓加壓控制裝置包括依次相連的第一伺服驅(qū)動(dòng)器、第一電液伺服閥、第一液壓油缸、第一運(yùn)動(dòng)活塞桿和第一水缸；所述第一水缸通過管道與所述內(nèi)壓力室相連；

所述外圍壓加壓控制裝置包括依次相連的第二伺服驅(qū)動(dòng)器、第二電液伺服閥、第二液壓油缸、第二運(yùn)動(dòng)活塞桿和第二水缸；所述第二水缸通過管道與所述外壓力室相連；

孔隙水壓加壓控制裝置包括依次相連的第三伺服驅(qū)動(dòng)器、第三電液伺服閥、第三液壓油缸、第三運(yùn)動(dòng)活塞桿和第三水缸；所述第三水缸通過管道與所述底座相連并通到試樣內(nèi)部；

孔隙氣壓加壓控制裝置包括依次相連的第四伺服驅(qū)動(dòng)器、第四電液伺服閥、第四液壓油缸、第四運(yùn)動(dòng)活塞桿、氣缸和空氣壓縮機(jī)；所述氣缸通過管道與所述壓頭相連并通到試樣內(nèi)部；

所述軸向加壓控制裝置包括依次相連的第五伺服驅(qū)動(dòng)器、五電液伺服閥、軸向加壓油缸和加壓桿；所述加壓桿與所述壓頭相連；

所述液壓動(dòng)力源分別與所述第一伺服驅(qū)動(dòng)器、第二伺服驅(qū)動(dòng)器、第三伺服驅(qū)動(dòng)器、第四伺服驅(qū)動(dòng)器和第五伺服驅(qū)動(dòng)器相連。

4.如權(quán)利要求3所述的三軸儀，其特征在于，

所述數(shù)據(jù)測(cè)量與采集裝置包括：軸向壓力傳感器、內(nèi)圍壓壓力傳感器、外圍壓壓力傳感器、孔隙水壓力傳感器、孔隙氣壓力傳感器，拉線式位移傳感器、稱重傳感器、盛水容器和數(shù)據(jù)采集模塊；其中，

所述內(nèi)圍壓壓力傳感器與所述第一水缸相連；所述外圍壓壓力傳感器與所述第二水缸相連；所述孔隙水壓力傳感器與所述第三水缸相連；所述孔隙氣壓力傳感器與所述氣缸相連；所述軸向壓力傳感器與所述軸向加壓油缸相連；所述盛水容器通過管道與所述底座相連，所述稱重傳感器與盛水容器相連，用于稱量盛水容器內(nèi)水的質(zhì)量；

拉線式位移傳感器包括第一位移傳感器、第二位移傳感器和第三位移傳感器；所述第一位移傳感器位于所述第一運(yùn)動(dòng)活塞桿上；所述第二位移傳感器位于所述第三運(yùn)動(dòng)活塞桿上；所述第三位移傳感器位于所述加載框架的頂板上；

所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與所述控制裝置、軸向壓力傳感器、內(nèi)圍壓壓力傳感器、外圍壓壓力傳感器、孔隙水壓力傳感器、孔隙氣壓力傳感器，拉線式位移傳感器和稱重傳感器相連。

5.如權(quán)利要求4所述的三軸儀，其特征在于，

所述軸向壓力傳感器的量程為0～100t，精度為全量程的±2‰；內(nèi)圍壓壓力傳感器和外圍壓壓力傳感器的工作范圍為0～5MPa；孔隙水壓力傳感器和孔隙氣壓力傳感器的工作范圍為0～2MPa；稱重傳感器的工作范圍為0～3kg，拉線式位移傳感器工作范圍為0.5m-1.0m。

6.如權(quán)利要求1所述的三軸儀，其特征在于，

所述控制裝置包括工控機(jī)和數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換卡的輸入端與所述工控機(jī)相連，接收數(shù)字控制信號(hào)，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換卡的輸出端分別與所述第一伺服驅(qū)動(dòng)器、第二伺服驅(qū)動(dòng)器、第三伺服驅(qū)動(dòng)器、第四伺服驅(qū)動(dòng)器和第五伺服驅(qū)動(dòng)器相連，傳輸轉(zhuǎn)換后的模擬控制信號(hào)；所述工控機(jī)與所述數(shù)據(jù)采集模塊相連，獲取數(shù)據(jù)采集模塊得到的加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

7.如權(quán)利要求1所述的三軸儀，其特征在于，

所述雙室壓力室采用一體化設(shè)計(jì)。