[發(fā)明專利]一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710164119.6
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107014689A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇林名;鞏思園;青克爾;何江;丁國龍;楊彬;鄭文桐;張敏;馮龍飛;蔡武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué);長春機械科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,薛海霞

1.一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：由X、Y、Z三個方向施加靜載荷的靜載壓力裝置、X方向施加動載的動載裝置和瞬間卸載跌落裝置構(gòu)成；所述的靜載壓力裝置包括XZ軸油缸座（1）、安裝在XZ軸油缸座上的Z軸上油缸（2）和固定在XZ軸油缸座上的Z軸上負(fù)荷傳感器（3）；所述的X方向的動載裝置由X軸右油缸（4）、安裝在X軸右油缸（4）上的透射桿（6）、X軸左油缸（11）、從X軸左油缸（11）中穿過的入射桿（12）、沖擊桿（13）、導(dǎo)向管（14）和氣室（15）構(gòu)成；瞬間卸載跌落裝置由驅(qū)動油缸（34）、安裝在驅(qū)動油缸（34）中的驅(qū)動桿（35）、固定在XZ軸油缸座（1）上的固定部件（36）、安裝在固定部件（36）上的固定軸（42）、安裝在固定軸（42）并可繞固定軸（42）轉(zhuǎn)動的連接桿（37）和從連接桿（37）中穿過的跌落桿（33）；所述的氣室（15）、導(dǎo)向管（14）、沖擊桿（13）、入射桿（12）順序連接，導(dǎo)向管（14）端部插入所述的沖擊桿（13）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：X軸采用在XZ油缸座（1）左右兩側(cè)分別穿過一個中空式雙活塞桿伺服缸、一個中空式單活塞伺服缸，即X軸左油缸（11）和X軸右油缸（4），在X軸左油缸（11）、X軸右油缸（4）中分別穿過入射桿（12）、透射桿（6）的結(jié)構(gòu)；沖擊桿（13）沖擊入射桿（12）產(chǎn)生應(yīng)力波，產(chǎn)生的應(yīng)力波先傳遞到試樣上，再經(jīng)過試樣傳遞給透射桿（6）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：Y軸采用從Y軸前油缸座（20）和Y軸后油缸座（28）中分別穿過一個單活塞高頻響伺服缸，即Y軸前油缸（21）和Y軸后油缸（27），瞬間卸載跌落裝置中的驅(qū)動油缸（34），及與Y軸前油缸座（20）和Y軸后油缸座（28）相連的四根橫柱（24）的結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：Z軸采用從XZ油缸座（1）中穿過的兩個單活塞高頻響伺服缸即Z軸上油缸（2）和Z軸下油缸（7）的結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述X軸左油缸（11）、X軸右油缸（4）上分別安裝有X軸左磁致伸縮傳感器（10）、X軸右磁致伸縮傳感器（5），用于精確測量X軸壓頭移動位置；所述Y軸前油缸（21）、Y軸后油缸（27）上分別安裝有Y前磁致伸縮傳感器（19）、Y軸后磁致伸縮傳感器（29），用于精確測量Y軸壓頭移動位置；所述Z軸上油缸（2）、Z軸下油缸（7）上分別安裝有Z軸上磁致伸縮傳感器（40）、Z軸下磁致伸縮傳感器（39），用于精確測量Z軸壓頭移動位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述Y軸前油缸（21）、Y軸后油缸（27）上分別安裝有Y軸前負(fù)荷傳感器（22）、Y軸后負(fù)荷傳感器（26），用于精確測量Y軸作用在試樣上的力；所述Z軸上油缸（2）、Z軸下油缸（7）上分別安裝有所述的Z軸上負(fù)荷傳感器（3）、Z軸下負(fù)荷傳感器（8），用于精確測量Z軸作用在試樣上的力；所述X軸左油缸（11）和X軸右油缸（4）安裝有壓差傳感器（41），壓差傳感器（41）用于精確測量X軸作用在試樣上的力。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述三軸六面夾具（9）上安裝有變形傳感器（38），變形傳感器（38）用于測量試驗過程中試樣沿各方向的變形；三軸六面夾具裝配在試樣表面，裝配好后三軸六面夾具（9）放于Z軸下壓頭上方；通過控制系統(tǒng)使各軸壓頭貼在三軸六面夾具（9）表面后，按各軸向靜載加載目標(biāo)值進行加載；三軸六面夾具（9）的每個面均與試樣表面完全貼合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述入射桿（12）和透射桿（6）上貼有應(yīng)變片，用來精確測量入射桿（12）和透射桿（6）的應(yīng)變。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：通過控制Y軸的驅(qū)動油缸（34）的油壓，使得跌落桿（33）瞬間跌落，實現(xiàn)對試樣Y軸后側(cè)的突然卸載，卸載時間約為0.15s，讓出攝像所需的空間和時間。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍普金森壓桿的真三軸動靜組合加卸載試驗系統(tǒng)，其特征在于：實現(xiàn)單軸、雙軸、三軸加載，分別在Y軸和X軸上實現(xiàn)對試件兩端不等壓加載，每軸的加載速率可調(diào)整。