[發明專利]三爪卡盤限位拉壓循環試驗巖石試樣固定裝置

有效

• 申請號: 201510068162.3
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104677726B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉建鋒;鞠楊;裴建良;徐慧寧;王璐;徐楊夢迪;鄒航
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司51202
• 代理人: 黃幼陵,馬新民

技術領域

本發明屬于對脆性材料進行力學性能試驗用的裝置，特別涉及一種直接拉伸與壓縮循環試驗中與試驗機配套的巖石試樣固定裝置。

背景技術

對巖石試樣進行拉伸與壓縮循環荷載交替試驗是了解巖石承受拉、壓循環荷載能力的重要手段，但目前巖石測試中，由于試樣固定裝置的結構限制，僅能進行單向壓縮試驗或單向拉伸試驗。

在單向拉伸試驗中，與試驗機配套的試樣固定裝置一般由上位夾具和下位夾具組成，上位夾具和下位夾具均包括與試驗機連接的接頭，固定試樣的端帽，連接接頭與端帽的鏈條；下位夾具由于要承接拉伸試驗所破壞的部分試樣和下端帽，還包括剛性筒體和墊板組成的支撐構件。此種結構的試樣固定裝置，由于支撐構件不能在整個試驗過程對試樣和下端帽起到有效支撐作用，因而不能進行峰值應力后的力學效應測試。CN200610022224.8公開了一種直接拉伸試驗的彈簧支撐式下位夾具，將試樣固定裝置中下位夾具的支撐構件設計為壓縮螺旋彈簧或壓縮螺旋彈簧和托板的組合。這樣雖然實現了直接測試巖石類脆性材料試驗峰值應力后的力學效應，但尚存在以下不足：(1)試驗中壓縮螺旋彈簧的中心線易與試驗機的中心線不重合，從而會對被測試試件形成附加偏心力，影響測試結果的準確性；(2)由于上位夾具與下位夾具的結構不同，因而試驗中試件兩端加載剛度不一致，導致被測試巖石突然破壞，對有效測定峰值應力后的力學效應仍不是很理想；(3)鏈條與端帽連接時，操作極為不方便且勞動強度較大，對拉伸承載能力低的巖石，還極易造成試件損傷而導致無法試驗。

在單向壓縮試驗中，將試件直接置于試驗機的上下承壓板之間，試件僅能承受壓縮荷載，不能對試件施加直接拉伸荷載，因而不能進行壓縮與拉伸交替的循環荷載試驗。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供三爪卡盤限位拉壓循環試驗巖石試樣固定裝置，以實現巖石試樣的拉伸與壓縮循環荷載交替試驗，并確保試驗中巖石試樣固定裝置的中心線與試驗機的中心線重合及試件兩端加載剛度一致，使鏈條與端帽的連接便捷、省力，提高功效。

本發明所述三爪卡盤限位拉壓循環試驗巖石試樣固定裝置，由下位夾具和上位夾具組成；所述下位夾具包括與試驗機底部加載座連接的下接頭、固定試樣的下端帽、連接下接頭與下端帽的下鏈條、第一中心限位機構、第二中心限位機構和第一液壓機構，下端帽由試樣固定槽和連接段構成；所述上位夾具包括與試驗機頂部加載座連接的上接頭、固定試樣的上端帽、連接上接頭與上端帽的上鏈條、第三中心限位機構、第四中心限位機構和第二液壓機構，上端帽由試樣固定槽和連接段構成；所述第一中心限位機構、第二中心限位機構、第三中心限位機構和第四中心限位機構的結構相同，均由三爪卡盤、支撐件和轉接板組成，支撐件的一端與轉接板連接，另一端與三爪卡盤連接；所述第一液壓機構、第二液壓機構的結構相同，均包括圓環形活塞及與圓環形活塞組合的圓環形油缸；第一中心限位機構與試驗機底部加載座組合安裝，第一中心限位機構中的三爪卡盤與試驗機底部加載座接觸，所述下接頭位于三爪卡盤的中心孔內，第一中心限位機構中三爪卡盤的三個卡爪自由端分別與下接頭的外側面接觸；第二中心限位機構與下端帽組合安裝，第二中心限位機構中的三爪卡盤與下端帽的試樣固定槽底部外壁接觸，下端帽的連接段位于三爪卡盤的中心孔內，第二中心限位機構中三爪卡盤的三個卡爪自由端分別與下端帽連接段的外側面接觸；第一液壓機構位于第一中心限位機構、第二中心限位機構之間，第一液壓機構的圓環形油缸與第一中心限位機構中的轉接板連接、第一液壓機構的圓環形活塞與第二中心限位機構中的轉接板連接，或第一液壓機構的圓環形油缸與第二中心限位機構中的轉接板連接、第一液壓機構的圓環形活塞與第一中心限位機構中的轉接板連接；所述下鏈條位于第一中心限位機構、第一液壓機構、第二中心限位機構圍成的空間內；第三中心限位機構與上端帽組合安裝，第三中心限位機構中的三爪卡盤與上端帽的試樣固定槽底部外壁接觸，上端帽的連接段位于三爪卡盤的中心孔內，第三中心限位機構中三爪卡盤的三個卡爪自由端分別與上端帽連接段的外側面接觸；第四中心限位機構與試驗機頂部加載座組合安裝，第四中心限位機構中的三爪卡盤與試驗機頂部加載座接觸，所述上接頭位于三爪卡盤的中心孔內，第四中心限位機構中三爪卡盤的三個卡爪自由端分別與上接頭的外側面接觸；第二液壓機構位于第三中心限位機構、第四中心限位機構之間，第二液壓機構的圓環形油缸與第三中心限位機構中的轉接板連接、第二液壓機構的圓環形活塞與第四中心限位機構中的轉接板連接，或第二液壓機構的圓環形油缸與第四中心限位機構中的轉接板連接、第二液壓機構的圓環形活塞與第三中心限位機構中的轉接板連接；所述上鏈條位于第三中心限位機構、第二液壓機構、第四中心限位機構圍成的空間內。