[發(fā)明專利]一種多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210376954.7
• 申請(qǐng)日: 2022-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN114778283A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅耿;莫端鈺;劉浚哲;柴成鵬;趙劍南;朱國(guó)華;陳軼嵩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/02;G01N3/08;G01L5/00
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 李青

本發(fā)明公開了一種多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)，主要采用的技術(shù)方案為:多個(gè)試件裝夾裝置，試件裝夾裝置上設(shè)置有用于安裝固定試件并與試件結(jié)構(gòu)尺寸相匹配的矩形空間結(jié)構(gòu)，每一個(gè)試件裝夾裝置上的矩形空間結(jié)構(gòu)的尺寸均不同并與不同的試件結(jié)構(gòu)尺寸相匹配；加載工況角度調(diào)節(jié)裝置，其包括上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置和下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置，試件裝夾裝置的上部鑲嵌在上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置上并與上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置可拆卸連接，試件裝夾裝置的下部鑲嵌在下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置上；應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其鑲嵌在下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置上并分別與試件裝夾裝置的下部和下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置可拆卸連接；數(shù)據(jù)采集分析裝置，其與應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及力學(xué)研究技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在多胞材料的力學(xué)特性研究中，材料結(jié)構(gòu)在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)行為成為一大研究熱點(diǎn)。為了更好的研究材料的力學(xué)特性，進(jìn)行相關(guān)復(fù)雜應(yīng)力加載試驗(yàn)驗(yàn)證是必要的。而傳統(tǒng)的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等試驗(yàn)裝置對(duì)于材料只能進(jìn)行單向的壓縮試驗(yàn)，無(wú)法滿足復(fù)雜應(yīng)力工況的需求；能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜加載的試驗(yàn)機(jī)，如美國(guó)MTS公司制造的平面雙軸測(cè)試系統(tǒng)，受制于高昂的價(jià)格，亦不具備普適性。因此，基于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的復(fù)雜加載系統(tǒng)由此而生。復(fù)雜加載系統(tǒng)需要能夠?qū)Σ牧辖Y(jié)構(gòu)同時(shí)施加至少兩個(gè)方向的應(yīng)力，即垂直于加載表面的正應(yīng)力和平行于加載表面的切應(yīng)力，且為了適應(yīng)更多的加載工況，復(fù)雜加載系統(tǒng)具備加載角度調(diào)節(jié)功能，以匹配更多的試驗(yàn)需求。

現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜加載系統(tǒng)將試件膠粘在兩個(gè)帶有螺孔的墊塊上，通過(guò)螺栓將墊塊與兩塊半圓形中間的凹槽連接，在半圓形板邊緣上每隔10°開有一個(gè)孔，通過(guò)螺栓連接上下兩個(gè)與試驗(yàn)機(jī)相連的工裝爪，以此實(shí)現(xiàn)不同角度的試驗(yàn)需求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集則由試驗(yàn)機(jī)上安裝的傳感器完成。

但是現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜加載系統(tǒng)有如下三點(diǎn)不足：

1.試件與裝置采用膠粘連接，膠粘過(guò)程中膠層的厚度需要得到控制。膠層太薄，可能導(dǎo)致試驗(yàn)過(guò)程中膠粘不牢從而影響試驗(yàn)的完成；膠層太厚將會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的精度，同時(shí)由于上下膠層厚度不一致，會(huì)導(dǎo)致試件的初始位置未能處于系統(tǒng)的中央，無(wú)法實(shí)現(xiàn)變角度的要求，不利于試驗(yàn)的開展。2.系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集由試驗(yàn)機(jī)上的傳感器完成，而復(fù)雜加載需要至少兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)，因此對(duì)試驗(yàn)機(jī)的傳感器提出了一定要求，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的傳感器無(wú)法同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)乘以角度的三角函數(shù)值換算得來(lái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)必然存在較大的誤差，不利于研究驗(yàn)證的進(jìn)行。3.系統(tǒng)中間凹槽的尺寸限制了試件的尺寸。系統(tǒng)只能對(duì)與墊塊尺寸相差不大的試件進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)試件的普適性較低。因此現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)雜加載系統(tǒng)不能滿足本領(lǐng)域技術(shù)人員的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)，主要目的在于提供一種對(duì)多胞材料的多種工況下的復(fù)雜加載，并且不依賴于萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上的傳感器水平，可以自行完成多軸數(shù)據(jù)采集工作的多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種多胞材料復(fù)雜加載系統(tǒng)。其包括：

多個(gè)試件裝夾裝置，所述試件裝夾裝置上設(shè)置有用于安裝固定所述試件并與所述試件結(jié)構(gòu)尺寸相匹配的矩形空間結(jié)構(gòu)，每一個(gè)所述試件裝夾裝置上的矩形空間結(jié)構(gòu)的尺寸均不同并與不同的所述試件結(jié)構(gòu)尺寸相匹配；

加載工況角度調(diào)節(jié)裝置，其包括上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置和下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置，所述試件裝夾裝置的上部鑲嵌在所述上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置上并與所述上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置可拆卸連接，所述試件裝夾裝置的下部鑲嵌在所述下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置上；所述上部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置和下部加載工況角度調(diào)節(jié)裝置在垂直方向上的角度調(diào)節(jié)范圍均為-50°-50°；