[發明專利]應用醫用CT進行動態觀測的熱流固耦合三軸試驗系統

有效

• 申請號: 201710222499.4
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107014694B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 李銘輝;尹光志;宋真龍;許江;黃杰;王維忠;劉誼;鄧博知;劉超;謝志成;魯俊
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 孔祥超

本發明公開了一種應用醫用CT進行動態觀測的熱流固耦合三軸試驗系統，包括三軸試驗單元、醫用CT單元和用于進行試件安裝的裝載單元，醫用CT單元包括CT掃描主機和病床系統，病床系統由病床固定托架和病床活動托架組成；所述裝載單元位于所述CT掃描主機前方；裝載單元與所述三軸試驗單元之間設有供所述三軸試驗單元直線水平移動的直線形導軌副結構；直線形導軌副結構中的軌道由主體段和延伸段組成，主體段用于三軸試驗單元在裝載單元上直線移動，延伸段主要用于三軸試驗單元從裝載單元直線移動至所述病床活動托架上。本發明的有益效果是，三軸試驗單元可采用推拉出入CT掃描機，無需起吊設備起吊，且操作簡單、方便，安全性好；且巖石試樣裝拆方便。

技術領域

本發明涉及巖土工程領域，尤其涉及一種應用醫用CT進行動態觀測的熱流固耦合三軸試驗系統。

背景技術

隨著城鎮化建設的推進，基礎設施的不斷完善，施工工藝的不斷改進。對三軸試驗機的需求已不僅僅局限于材料工程，已經廣泛的應用于巖土工程、建筑材料、地質災害研究與應用等領域。特別是在巖石力學領域，對巖石在應力作用下的變形及滲流特性的研究是巖石力學領域的主要方向之一，常規三軸試驗儀是試驗巖石力學領域最常見的儀器之一，后經學者們改造后能夠完成熱流固耦合條件下的三軸試驗。然而由于加載腔體需承受高強度的載荷，很難將腔體實現透明化。所以，試驗過程中試樣的變形的可視化問題一直困擾著廣大科研工作者。

CT技術已經廣泛的應用于醫療診斷以及工業無損檢測領域，有學者已經開始將CT應用于巖石力學領域，但由于受到限制CT穿透性能和腔體對射線的吸收。目前用于CT的加載腔體的材料普遍為有機玻璃或者鋁合金材料，這些材料的強度密度比不高，用這些材料制作的加載腔體所能承受的應力也不高。同時，醫用CT與三軸加載室較難形成良好的匹配結構，特別是掃描前后在CT機上的裝卸三軸加載腔，以及巖石試樣裝載，其過程十分繁瑣，需要采用行吊等起吊設備將三軸室起吊并進行裝拆，該過程不僅操作繁瑣，而且還具有較大的危險性。因此，需要開發一種帶有快捷裝載機構，能夠承載較大的加載壓力，且具有快速裝卸功能的熱流固耦合三軸試驗系統。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種應用醫用CT進行動態觀測的熱流固耦合三軸試驗系統，該系統通過將裝載單元設在CT機前方，以及采用導軌副配合方式將三軸壓力室設在裝載平臺上，并通過裝載平臺與CT掃描機的病床之間設置延伸軌道，以便通過外力推拉方式將三軸壓力室推送至CT機的病床上，或從病床上拉拽回承載平臺，而不需采用起吊設備即可完成三軸室的裝卸，其操作簡單、方便，安全性好。

為實現前述目的，本發明采用如下技術方案。

一種應用醫用CT進行動態觀測的熱流固耦合三軸試驗系統，包括三軸試驗單元、醫用CT單元和裝載單元，三軸試驗單元通過裝載單元進行巖石試樣安裝，醫用CT單元用于對巖石試樣進行CT掃描，醫用CT單元包括CT掃描主機和病床系統，病床系統由病床固定托架和病床活動托架組成；所述裝載單元位于所述CT掃描主機前方；裝載單元與所述三軸試驗單元之間設有供所述三軸試驗單元直線水平移動的直線形導軌副結構；直線形導軌副結構中的軌道由主體段和延伸段組成，主體段用于三軸試驗單元在裝載單元上直線移動，延伸段主要用于三軸試驗單元從裝載單元直線移動至所述病床活動托架上。

采用前述技術方案的本發明，通過將裝載單元設在CT掃描單元的掃描系統前方，且裝載單元與三軸試驗單元之間設有供三軸試驗單元直線水平移動的直線形導軌副結構，并將導軌副中的軌道延伸到CT掃描機的病床活動支架上。因此，在三軸試驗單元裝件完成后，能夠從裝載單元直線推移到病床活動托架上進行CT掃描，相應可方便的從CT的病床上推出回到裝載平臺上。即三軸試驗單元安裝在醫用CT單元上，或從醫用CT單元撤除時，不需要起吊設備吊起三軸試驗單元，而是直接推動其移動即可。其操作方便、結構簡單，且操作安全性好。軌道主體段和延伸段上最好設置限位擋鐵，以消除三軸試驗單元在主體段或延伸段上意外滑出的安全隱患。