[發(fā)明專利]溫度-壓力-滲透壓耦合雙向電磁加載三軸SHPB測試系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910708107.4
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110441173A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱建波;謝和平;趙堅(jiān);周韜
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: G01N3/317
• 分類號: G01N3/317;G01N3/12
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

1.一種溫度-壓力-滲透壓耦合電磁加載三軸SHPB測試系統(tǒng)，其特征在于：

其包括支撐平臺(1)、左側(cè)軸壓加載固定擋板(2)、左側(cè)軸壓加載油缸(3)、左側(cè)軸壓加載活塞(4)、左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)、左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔支座(6)、連桿(7)、左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)、應(yīng)力波加載桿支座(9)、電阻應(yīng)變片(10)、右側(cè)軸壓加載固定擋板(11)、右側(cè)軸壓加載油缸(12)、右側(cè)軸壓加載活塞(13)、右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)、右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔支座(15)、右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)、圍壓加載缸圍擋(17)、圍壓加載缸(18)、螺桿(19)、圍壓加載進(jìn)油口(20)、圍壓加載排氣口(21)、圍壓加載排氣口密封塞(22)、圍壓油表(23)、溫度系統(tǒng)外接電源出口(26)、智能溫控?zé)犭娕寂c溫度傳感器(27)、耐高溫抗磨橡膠套(28)以及測試試樣(29)；

測試系統(tǒng)以測試試樣(29)為中心，呈左右對稱形式布置，其中左側(cè)軸壓加載固定擋板(2)和右側(cè)軸壓加載固定擋板(11)分別固定于支撐平臺(1)的左右兩端，左側(cè)軸壓加載固定擋板(2)和右側(cè)軸壓加載固定擋板(11)中心和四周分別設(shè)置中心安裝孔和四周安裝孔，左側(cè)軸壓加載油缸(3)和右側(cè)軸壓加載油缸(12)分別穿過左端軸壓加載固定擋板(2)和右端軸壓加載固定擋板(11)的中心安裝孔，并與之焊接形成整體結(jié)構(gòu)，此外，左端軸壓加載固定擋板(2)和右端軸壓加載固定擋板(11)通過連桿(7)穿過其周邊的四周安裝孔而將二者連接成整體，并進(jìn)而與支持平臺構(gòu)成一整體框架系統(tǒng)；左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)由左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔支座(6)支撐并安置在支撐平臺(1)上，其中左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)的左端部與左側(cè)軸壓加載活塞(4)的右端部自由貼合接觸，將左側(cè)軸壓加載油缸(3)提供的靜態(tài)軸壓通過左側(cè)軸壓加載活塞(4)傳遞至左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)；左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)由應(yīng)力波加載桿支座(9)支撐并安置在支撐平臺(1)上，其中左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)的左端部與左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)的右端面自由貼合接觸，一方面用于將傳遞至左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)的靜態(tài)軸壓進(jìn)一步傳遞至左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)并最終作用于測試試樣(29)，另一方面用于將左側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(5)產(chǎn)生的入射應(yīng)力波輸入至左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)并沿其軸線方向傳播直至給測試試樣(29)施加從左至右的動態(tài)荷載；

同理，右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)由右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔支座(15)支撐并安置在支撐平臺(1)上，其中右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)的右端部與右側(cè)軸壓加載活塞(13)的左端部自由貼合接觸，用于將右側(cè)軸壓加載油缸(12)提供的靜態(tài)軸壓通過右側(cè)軸壓加載活塞(13)傳遞至右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)；右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)由應(yīng)力波加載桿支座(9)支撐并安置在支撐平臺(1)上，其中右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)的右端部與右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)的左端面自由貼合接觸，一方面用于將傳遞至右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)的靜態(tài)軸壓進(jìn)一步傳遞至右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)并最終作用于測試試樣(29)，另一方面用于將右側(cè)電磁脈沖激發(fā)腔(14)產(chǎn)生的入射應(yīng)力波輸入至右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)并沿其軸線方向傳播直至給測試試樣(29)施加從右至左的動態(tài)荷載；左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)和右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)上設(shè)置電阻應(yīng)變片(10)；

圍壓加載缸圍擋(17)、圍壓加載缸(18)、螺桿(19)、圍壓加載進(jìn)油口(20)、圍壓加載排氣口(21)、圍壓加載排氣口密封塞(22)以及圍壓油表(23)構(gòu)成圍壓加載裝置，其中圍壓加載缸圍擋(17)的中心和四周分別設(shè)置有中心安裝孔和四周安裝孔，用于分別將左側(cè)應(yīng)力波加載桿(8)和右側(cè)應(yīng)力波加載桿(16)穿過中心安裝孔伸入圍壓加載缸(18)的內(nèi)部與測試試樣(29)接觸，螺桿(19)通過圍壓加載缸圍擋的四周安裝孔將圍壓加載缸圍擋(17)和圍壓加載缸(18)連接為一整體結(jié)構(gòu)并安置在支撐平臺(1)上，此外，圍壓加載缸圍擋(17)的右側(cè)圍擋中心安裝孔下部和上部分別設(shè)有圍壓加載進(jìn)油口(20)和圍壓加載排氣口(21)，通過圍壓加載進(jìn)油口(20)和圍壓加載排氣口(21)將圍壓加載裝置構(gòu)成連通回路，用于將液壓油泵入圍壓加載缸(18)，對包裹在耐高溫抗磨橡膠套(28)中的測試試樣(29)施加環(huán)向靜態(tài)圍壓，圍壓加載排氣口(21)外側(cè)配有圍壓加載排氣口密封塞(22)，靜態(tài)圍壓壓力大小通過圍壓油表(23)進(jìn)行顯示；溫度控制裝置包括溫度系統(tǒng)外接電源出口(26)和智能溫控?zé)犭娕寂c溫度傳感器(27)，用于為測試試樣(29)提供升溫并維持溫度在設(shè)定值，加熱時(shí)，通過控制系統(tǒng)控制智能溫控?zé)犭娕寂c溫度傳感器(27)以實(shí)驗(yàn)設(shè)定的升溫速率將輸送至圍壓加載缸(18)內(nèi)的液壓油升溫并將熱量傳遞給包裹在耐高溫抗磨橡膠套(28)中的測試試樣(29)，通過控制系統(tǒng)控制熱電偶，設(shè)置升溫速率和溫度范圍，然后通過智能溫度控制傳感器反饋實(shí)時(shí)溫度到顯示系統(tǒng)，確保加熱至預(yù)定溫度，加熱至預(yù)定溫度后，開展巖石動力學(xué)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)原位控制立方體試樣至指定溫度。