[發明專利]一種三軸試驗儀軸間對準度校準方法及裝置

有效

• 申請號: 202111405986.7
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114111536B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 楊正權;朱凱斌;劉小生;王龍;趙劍明;張栓旺;梁向前;劉啟旺;楊玉生
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01B5/252
• 分類號: G01B5/252;G01N3/62
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發明公開了一種三軸試驗儀軸間對準度校準方法及裝置，所述校準方法包括：基于油缸活塞桿和壓力室活塞桿不同位置處的截面的徑向長度差值得到三軸試驗儀的壓力室及其加壓油缸之間的同軸度和/或平行度；根據所得同軸度和/或平行度，對所述三軸試驗儀進行較準。本發明可對三軸試驗儀的壓力室及其加壓油缸的軸間對準度進行精確校準。

技術領域

本發明涉及三軸試驗儀軸間對準度校準的方法。

背景技術

三軸試驗儀常用于測定試樣的應力應變關系曲線，并用于確定土料的強度和變形特性參數，其典型結構如附圖1所示，包括軸壓系統、圍壓系統、孔壓量測系統和體變量測系統等，其中，軸壓系統包括主機軸向加載框架、軸向控制器等，軸向加載框架進一步包括四立柱、油缸活塞桿、壓力室活塞桿、試樣帽、伺服電機、試驗力傳感器等部分，其中油缸活塞桿位于壓力室活塞桿頂部并與壓力室活塞桿相互連接。軸壓系統可保證軸向加載的穩定性控制的精確性、測量的準確性和操作的簡便性，同時可實現力控制和位移控制等。圍壓系統包括了三軸壓力室、圍壓加壓裝置和圍壓傳感器等，孔壓量測系統和體變量測系統則分別包括了孔壓傳感器和體變傳感器等。

在試驗儀應用中，常以試樣45°面上的剪應力作為靜剪應力平面，當同軸度和平行度滿足試驗要求時，軸向應力為σ₁；徑向荷載為σ₃，該剪應力可以通過公式τ＝(σ₁-σ₃)/2進行確定；當同軸度和平行度不滿足要求時，軸向由于偏心受力軸向應力實際值為(σ₁A₁+(A-A₁)σ₃)/A(式中A為試樣截面面積，A₁為壓力室活塞與試樣接觸截面面積)；徑向荷載為σ₃(圍壓常以水荷載加載)，如果同樣用公式τ＝(σ₁-σ₃)/2確定靜剪應力會與實際值存在明顯偏差，且實際作用截面A₁的確定同樣存在測量難度。

現有技術中，同軸度和平行度測試僅在設備出廠時由廠家進行檢測并出具合格證明，無適用于不同測試應用中的同軸度和平行度檢測方法。當儀器設備因搬運、調試、改裝等操作導致同軸度和平行度出現偏差時，未進行同軸度和平行度測試的設備直接進行試驗，尤其是平行試驗，會導致試驗結果的偏差增大，且與實際45°面上的靜剪應力值存在較大誤差，從而影響土料力學特性的確定。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種可對三軸試驗儀的壓力室及其加壓油缸的軸間對準度進行精確校準的方法及裝置。

本發明的技術方案如下：

一種三軸試驗儀軸間對準度校準方法，其包括：

通過同軸度計算模型和/或平行度計算模型獲得三軸試驗儀的壓力室活塞桿及其油缸活塞桿之間的同軸度和/或平行度；

根據所得同軸度和/或平行度，對所述三軸試驗儀進行較準；

其中，所述同軸度計算模型或平行度計算模型可基于所述油缸活塞桿或所述壓力室活塞桿在不同位置處的截面的徑向長度差得到所述同軸度和/或平行度。

根據本發明的一些優選實施方式，所述長度差值通過設有磁性表座的百分表獲得。

根據本發明的一些優選實施方式，所述不同位置包括油缸活塞桿和壓力室活塞桿的最大行程80％處和最大行程10％處。

根據本發明的一些優選實施方式，所述同軸度計算模型如下：