[實用新型]二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置

有效

• 申請號: 201921994830.5
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN211573516U
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 席明軍;郭安輝;王海濤;萬小泉;楊幼江;高博;余紅安;羅學東;蔣楠
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E21C37/14
• 分類號: E21C37/14;E21C39/00;E21F17/18
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

1.一種二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，包括PMMA薄板、微型相變致裂器、多個箔式電阻應變片、高速攝像機、數字圖像處理系統以及超動態應變測試系統；

所述PMMA薄板具有相對的第一側面和第二側面，中部貫穿鉆設有炮孔，所述第一側面和第二側面均預制有位于所述炮孔一側的非貫通結構面，所述第二側面噴制有散斑，多個所述箔式電阻應變片設置于所述第一側面，所述微型相變致裂器的泄能口設于所述炮孔內，伸出所述炮孔部分與所述第一側面在同一側，用于對所述PMMA薄板進行超臨界二氧化碳相變氣-動加載；

所述高速攝像機與所述第二側面相對，用于記錄所述第二側面的圖像，所述超動態應變測試系統與所述箔式電阻應變片電連接，用于獲取裂紋的開裂應變及開裂時間，所述數字圖像處理系統與所述高速攝像機電連接，用于根據所述圖像獲取所述PMMA薄板表面的位移場，進而得到所述PMMA薄板表面的應變場，對比所述裂紋的開裂應變及開裂時間，分析裂紋擴展方向、擴展長度與擴展速度。

2.如權利要求1所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，還包括充填裝置、貯存裝置以及激發裝置；

所述貯存裝置用于貯存液態二氧化碳，所述充填裝置用于將所述液態二氧化碳充填至所述微型相變致裂器內，所述激發裝置用于對所述液態二氧化碳進行相變氣-動加載。

3.如權利要求1所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述非貫通結構面為炮孔連通型結構面，所述炮孔連通型結構面與所述炮孔直接連通，所述炮孔連通型結構面的長度小于不含結構面的所述PMMA薄板預裂實驗中的最小裂紋長度；

所述箔式電阻應變片長邊方向與所述炮孔連通型結構面延伸方向垂直，且在所述炮孔連通型結構面端部平行加密設置。

4.如權利要求3所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述炮孔連通型結構面兩側均設有平行設置的多個所述箔式電阻應變片，所述箔式電阻應變片長邊方向與所述炮孔連通型結構面延伸方向平行。

5.如權利要求1所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述非貫通結構面為炮孔非連通型結構面，所述炮孔非連通型結構面與所述炮孔不連通，所述炮孔非連通型結構面與所述炮孔之間的距離小于不含結構面的所述PMMA薄板預裂實驗中的最小裂紋長度；

所述炮孔非連通型結構面中點和所述炮孔圓心的連線與所述炮孔非連通型結構面垂直，所述箔式電阻應變片長邊方向與所述炮孔非連通型結構面延伸方向垂直，且在所述炮孔非連通型結構面兩端平行加密設置。

6.如權利要求5所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述炮孔非連通型結構面兩側均設有平行設置的多個所述箔式電阻應變片，所述箔式電阻應變片長邊方向與所述炮孔非連通型結構面延伸方向平行。

7.如權利要求5所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述炮孔非連通型結構面端部與所述炮孔中心之間的距離小于所述PMMA薄板預裂實驗裂紋的最大長度。

8.如權利要求1所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述炮孔側壁與所述微型相變致裂器的泄能口之間設有環形橡膠墊，以封堵所述炮孔側壁與所述微型相變致裂器之間的間隙。

9.如權利要求8所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述環形橡膠墊的厚度不大于所述第一側面和所述第二側面分別與所述泄能口之間的垂直距離。

10.如權利要求8所述的二氧化碳相變氣動作用下非貫通結構面擴展參數獲取裝置，其特征在于，所述PMMA薄板的寬度為所述炮孔半徑的50-70倍。