[發明專利]一種三軸試驗機及試驗系統

在審

• 申請號: 201711394430.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107941615A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 吳沖;張建勛;闕永德;謝卿
• 申請（專利權）人: 四川德翔科創儀器有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/12
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司11590
• 代理人: 林輝輪,張玲

1.一種三軸試驗機，其特征在于，包括加載框架、試件盒、底座、六個作動器，其中，

所述底座包括軸向框架底座、水平框架底座、試件盒底座，所述軸向框架底座、水平框架底座以及試件盒底座分別設置在三套獨立的地基基礎上；

所述加載框架包括軸向框架、水平框架，所述軸向框架設置于軸向框架底座，水平框架設置于水平框架底座，六個作動器分別設置于軸向框架和水平框架上，六個所述作動器的軸線相交于一點O，六個所述作動器用于向所述試件盒內的試件提供垂直于試件六個表面的六個載荷，使得垂直于試件表面的三個方向上具有獨立加載/卸載能力；所述作動器上設置有載荷傳感器及行程傳感器；

所述試件盒固定在所述試件盒底座上，所述試件盒用于安裝、定位試件，使得試件的幾何中心0＇＇與試件盒的幾何中心0＇重合；試件盒可利用試件盒底座調整的水平度和軸向高度，使得試件盒的幾何中心O＇與所述點O重合，同時使得試件的任意一個面與任意一個作動器的軸線垂直。

2.根據權利要求1所述的三軸試驗機，其特征在于，所述軸向框架包括上橫梁、下橫梁以及至少兩根立柱，所述立柱相互平行且豎直地設置在下橫梁上，所述下橫梁連接在所述軸向框架底座上，所述上橫梁設置在所述立柱上，并在升降油缸的驅動下可沿立柱上下滑動，滑動到指定位置后通過鎖緊油缸鎖緊固定；所述水平框架設置于所述上橫梁與下橫梁之間，所述水平框架由兩個水平橫向框架和兩個水平縱向框架構成回字形結構；六個作動器分別設置于所述上橫梁、下橫梁、兩個水平橫向框架以及兩個水平縱向框架上；上橫梁、下橫梁以及水平框架上分別設置有機架變形傳感器，水平框架上還設置有定位傳感器。

3.根據權利要求1所述的三軸試驗機，其特征在于，所述軸向框架及水平框架均采用壓力鍛造而成。

4.根據權利要求1所述的三軸試驗機，其特征在于，所述試件盒底座包括基礎板和若干支撐柱，所述基礎板固定在地基基礎上，所述若干支撐柱相互平行且豎直的設置在基礎板上，所述支撐柱穿過所述下橫梁，且不與下橫梁相接觸，每根所述支撐柱上均設置有一根試件柱，所述試件盒安裝在所述試件柱上。

5.根據權利要求1-4任一所述的三軸試驗機，其特征在于，所述試件盒為真三軸試件盒，所述真三軸試件盒包括自定心壓頭、壓軸、壓塊、盒體、盒體支架、試件變形傳感器，其中，

所述盒體通過上蓋、下蓋以及側壁圍成長方體或正方體結構；所述盒體的每個面上都設置有一個所述自定心壓頭，所述自定心壓頭連接著所述壓軸的一端，壓軸的另一端穿過盒體，延伸進盒體內部，并連接在所述壓塊上，所述壓塊用于壓在試件的一個面上；

所述自定心壓頭上設置有預緊螺釘和防轉導桿，所述預緊螺釘用于調整內部試件的位置，使得試件的幾何中心O＇＇與試件盒的幾何中心O＇重合，并將自定心壓頭預緊在盒體上，所述防轉導桿用于防止自定心壓頭轉動，以保持試件的對中效果；所述自定心壓頭上與作動器相接觸的面上設置有球面凹槽，所述球面凹槽用于補償作動器的加載方向與自定心壓頭表面的不垂直度誤差；所述自定心壓頭的側面設置有兩個相互對立的傳感器支架，所述試件變形傳感器的兩端分別固定在相互對立的兩個自定心壓頭的傳感器支架上，以監測試件在三個方向上的變形值；

所述壓軸與壓塊之間通過導向鍵及止口實現連接；

所述盒體設置在所述盒體支架上，所述盒體支架對所述盒體提供支撐作用，盒體支架上設置有若干通孔，所述通孔用于套在所述試件柱上，從而實現對試件盒的固定。