[發(fā)明專利]用于材料原位測試的圍壓加載裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910292338.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110044711A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建海;趙宏偉;孟凡越;陳俊先;趙久成;宗翔宇;周水龍
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發(fā)明涉及一種用于材料原位測試的圍壓加載裝置，屬于材料原位測試技術(shù)領(lǐng)域。整體安裝在底座上，包括軸壓加載系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、升降系統(tǒng)與支撐裝置、拆裝機械手機構(gòu)、反力架結(jié)構(gòu)及檢測裝置與粗調(diào)機構(gòu)，無損檢測裝置與粗調(diào)機構(gòu)通過接收屏移動臺、檢測裝置移動臺安裝在底座上，所述軸壓加載系統(tǒng)通過支撐臺的第一層安裝在底座上，所述圍壓加載系統(tǒng)安裝在支撐臺的第二層上，所述升降系統(tǒng)與支撐裝置通過升降電動作動缸和推力球軸承Ⅰ安裝在底座上，所述拆裝機械手機構(gòu)置于底座旁，所述反力架的四個導(dǎo)柱安裝在底座上。優(yōu)點在于：構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，自動化程度高，解決不易夾持不易擰緊的問題，節(jié)省時間及人力成本，提高實驗效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料原位測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種材料力學(xué)性能研究用原位無損檢測圍壓加載裝置，尤指用于材料原位測試的圍壓加載裝置，利用原位無損檢測技術(shù)對材料的力學(xué)性能及變形過程進(jìn)行測試。

背景技術(shù)

原位無損檢測圍壓加載裝置是為研究材料處于圍壓加載環(huán)境下的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系的一種基礎(chǔ)科學(xué)試驗儀器，例如含能材料力學(xué)性能測試，深地巖石力學(xué)性能測試等。主要包括軸壓加載系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、升降系統(tǒng)與支撐裝置、拆裝機械手機構(gòu)、反力架結(jié)構(gòu)及檢測裝置與粗調(diào)機構(gòu)。工作原理是通過軸壓系統(tǒng)對試樣施加軸向試樣力，通過壓力室對試樣施加圍壓和軸壓，但是傳統(tǒng)的試驗機難以觀測到材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)因而更無法測得試樣內(nèi)部不同性質(zhì)材料的真實幾何分布情況。隨著無損檢測技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，例如CT(Computed Tomography，電子計算機斷層掃描)識別技術(shù)，中子衍射（neutron diffraction）識別技術(shù)、同步光源等無損檢測技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，因其具有很強的穿透能力，能夠測量具有較大體積固體材料的內(nèi)部參與應(yīng)力。運用原位無損檢測裝置對圍壓加載環(huán)境中試樣的各個縱向截面的變形情況進(jìn)行原位觀測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于材料原位測試的圍壓加載裝置，解決了現(xiàn)有試驗機無法實現(xiàn)對試件三軸加載與軸向加載同時壓力室自動旋轉(zhuǎn)升降、檢測裝置自由調(diào)整距離的多自由度聯(lián)動問題。本發(fā)明通過壓桿與壓力室平鍵連接共同旋轉(zhuǎn)解決了壓力室旋轉(zhuǎn)式軸壓加載會對試件施加扭矩的問題；設(shè)計了壓力補償絲杠與四導(dǎo)柱平臺結(jié)合作為反力架結(jié)構(gòu)提高了整體剛度，降低對壓力室剛度要求，解決了試驗機對壓力室剛度要求高，使壓力室壁材料厚重，X射線可穿透能力低，影響實驗結(jié)果的問題；設(shè)計機械手、剛度補償絲杠實現(xiàn)自動拆裝，節(jié)省時間及人力成本，提高實驗效率，解決了試件不易夾持，壓力室不易更換的問題；壓力室分體式設(shè)計，peek特種工程塑料內(nèi)襯外層由航空復(fù)合材料采用三向編織纏繞工藝制作，較金屬類材料具有可穿透能力強、強度高，質(zhì)量輕，更換方便等優(yōu)點，解決了一體式壓力室剛度低，脫模困難、制造成本大的問題。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

用于材料原位測試的圍壓加載裝置，整體安裝在底座上19，包括軸壓加載系統(tǒng)、圍壓加載系統(tǒng)、升降系統(tǒng)與支撐裝置、拆裝機械手機構(gòu)、反力架結(jié)構(gòu)及檢測裝置與粗調(diào)機構(gòu)。所述軸壓加載系統(tǒng)通過支撐臺14第一層安裝在底座19上，所述圍壓加載系統(tǒng)安裝在支撐臺14的第二層上，所述升降系統(tǒng)與支撐裝置通過升降電動作動缸5和推力球軸承Ⅰ18安裝在底座19上，所述拆裝機械手機構(gòu)安裝在底座19旁，所述反力架結(jié)構(gòu)的四個導(dǎo)柱6安裝在底座19中，所述檢測裝置與粗調(diào)機構(gòu)通過接收屏移動臺2、檢測裝置移動臺7安裝在底座19上。

所述的軸壓加載系統(tǒng)是：壓力加載液壓缸13安裝在支撐臺14上，推力球軸承Ⅱ24安裝在壓桿12上，所述壓桿12安裝在支撐臺14第一層內(nèi)，推力球軸承Ⅲ25安裝在支撐臺14第一層內(nèi)，軸用平鍵15安裝在壓桿12上。