[發(fā)明專利]材料雙軸壓縮加載裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810769328.8
• 申請(qǐng)日: 2018-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN108896394A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈東;高洋;晏順坪;王羅斌;韋利明;牛偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發(fā)明公開了材料雙軸壓縮加載裝置，采用的第一動(dòng)力裝置和第二動(dòng)力裝置的獨(dú)特組成結(jié)構(gòu)，使得在加載方向上既可進(jìn)行單軸壓縮加載也可進(jìn)行不同比例的雙軸壓縮加載，在控制方式上既可實(shí)現(xiàn)位移控制加載也可進(jìn)行力控制加載；在結(jié)構(gòu)上采用加載軸共面而對(duì)應(yīng)安裝板不共面的多層板?軸組合形式，在運(yùn)動(dòng)上采用主動(dòng)與隨動(dòng)相結(jié)合的方式，除固定于底板上的不動(dòng)軸外，上層安裝板及對(duì)應(yīng)加載軸始終在下層安裝板及對(duì)應(yīng)加載軸的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)方向上保持跟隨運(yùn)動(dòng)，從而保證雙軸壓縮運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)出現(xiàn)加載軸之間的相互干涉問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙軸壓縮力學(xué)性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及材料雙軸壓縮加載裝置。

背景技術(shù)

雙軸壓縮力學(xué)性能是巖石、混凝土、復(fù)合材料、橡膠等材料本構(gòu)模型和強(qiáng)度準(zhǔn)則研究的重要基礎(chǔ)，雙軸壓縮實(shí)驗(yàn)是獲取材料雙軸力學(xué)性能參數(shù)的重要實(shí)現(xiàn)手段，而完成這一實(shí)驗(yàn)最重要的前提和基礎(chǔ)便是雙軸壓縮加載裝置。在雙軸壓縮加載的設(shè)計(jì)中，加載軸的獨(dú)立控制問題、軸與軸之間的運(yùn)動(dòng)干涉問題是影響雙軸加載實(shí)驗(yàn)技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)任意比例雙軸加載、能否適用于大變形量雙軸壓縮的關(guān)鍵因素。對(duì)于第一個(gè)關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)的難度不大，各大試驗(yàn)機(jī)廠商也均有較為成熟的雙軸試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品，而對(duì)于第二關(guān)鍵因素，目前無論是公開的裝置產(chǎn)品還是技術(shù)資料均未提出根本性的解決方法和途徑，所以如何同時(shí)解決這兩個(gè)關(guān)鍵問題對(duì)雙軸壓縮加載裝置的設(shè)計(jì)有著重要意義。

現(xiàn)有雙軸壓縮加載裝置主要分為兩類：一類是基于單軸加載試驗(yàn)機(jī)，僅能實(shí)現(xiàn)特定載荷或位移比例的雙軸壓縮加載夾具，這種夾具設(shè)計(jì)固然簡(jiǎn)單，但無法實(shí)現(xiàn)加載軸的獨(dú)立控制，只能按特定的加載路徑達(dá)到既定的雙軸壓縮載荷，且能實(shí)現(xiàn)的雙軸加載比例范圍有限，同時(shí)由于存在運(yùn)動(dòng)干涉問題，使其不適用于壓縮變形量較大的材料；第二類是國(guó)內(nèi)外材料試驗(yàn)機(jī)廠商已有的、技術(shù)成熟的雙軸加載試驗(yàn)機(jī)，這類試驗(yàn)機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙軸的獨(dú)立控制，可實(shí)現(xiàn)不同比例的雙軸壓縮加載，但同樣存在變形量大時(shí)加載軸相互之間運(yùn)動(dòng)干涉的問題，在解決雙軸壓縮試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)干涉問題時(shí)，一些通過改變?cè)嚇釉O(shè)計(jì)構(gòu)型的方法被提出，但仍舊不適用于大變形量的雙軸壓縮加載，且非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)型的試樣設(shè)計(jì)會(huì)引入應(yīng)力狀態(tài)不均勻的問題，造成無法通過雙軸壓縮實(shí)驗(yàn)直接獲取材料參數(shù)。

為了解決以上問題我方研發(fā)出了一種材料雙軸壓縮加載裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種材料雙軸壓縮加載裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

材料雙軸壓縮加載裝置，用于獲取試樣的雙軸壓縮力學(xué)性能參數(shù)，材料雙軸壓縮加載裝置包括：

用于沿第一方向?qū)υ嚇舆M(jìn)行壓縮并測(cè)量壓縮載荷的第一移動(dòng)組件，第一移動(dòng)組件包括兩個(gè)荷載傳感器、第一動(dòng)力裝置、第一固定平臺(tái)和側(cè)部直線導(dǎo)軌組件，側(cè)部直線導(dǎo)軌組件沿第二方向可滑動(dòng)安裝在第一固定平臺(tái)上；

用于沿第二方向?qū)υ嚇舆M(jìn)行壓縮并測(cè)量壓縮載荷的第二移動(dòng)組件，第二移動(dòng)組件包括兩個(gè)荷載傳感器、第二動(dòng)力裝置、第二固定平臺(tái)、第三固定平臺(tái)；第二動(dòng)力裝置固定安裝在第二固定平臺(tái)上，第一動(dòng)力裝置用于將第二固定平臺(tái)沿第一方向進(jìn)行位移；第二動(dòng)力裝置用于將第三固定平臺(tái)沿第二方向進(jìn)行位移；

試樣在第一方向上的兩相對(duì)的側(cè)面分別接觸兩個(gè)荷載傳感器的檢測(cè)端，兩個(gè)荷載傳感器再分別固定在側(cè)部直線導(dǎo)軌組件和第二固定平臺(tái)上；

試樣在第二方向上的兩相對(duì)的側(cè)面分別接觸兩個(gè)荷載傳感器的檢測(cè)端，兩個(gè)荷載傳感器再分別固定在第三固定平臺(tái)和第一固定平臺(tái)上；

第三固定平臺(tái)位于第二固定平臺(tái)上部，第二固定平臺(tái)位于第一固定平臺(tái)上部；

第一方向和第二方向垂直。

具體地，第一固定平臺(tái)包括底層安裝板、第二支撐架、第三支撐架、第二支撐架、第三支撐架均固定安裝在底層安裝板上；第二固定平臺(tái)包括二層安裝板、第四支撐架，第四支撐架安裝在二層安裝板上；第三固定平臺(tái)包括三層安裝板。