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一种真三轴动态压力试验机及试验方法 Download PDF

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Abstract

一种真三轴动态压力试验机及试验方法，提供轴向载荷，也可以提供不同的围压，并且可以施加压应力，还可以施加拉应力，施加和压应力和拉应力均可独立控制，并且施加载荷的区域可控。该试验机，包括试验机框架，在试验机框架外设置有载荷施加***，载荷施加***通过载荷传递***施加到试验机框架内试件上，所述载荷施加***包括轴向载荷施加***和侧向载荷施加***，试样顶部设置有顶部压力传感器，试样的四周设置有侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器均与控制器连接，轴向载荷施加***和侧向载荷施加***均与控制器连接。本发明可以施加5个方向上不同的拉力和压力，实现真正的真三轴，并且压力和拉力的大小可变，大小可以控制。可以改变施加载荷的区域大小，从而可以对特定区域施加载荷。

Description

一种真三轴动态压力试验机及试验方法
技术领域
本发明属于岩土工和试验技术领域，具体地说涉及一种真三轴的动态压力试验装置，还涉及真三轴动态压力试验方法。
背景技术
岩土工程试验领域做岩土实验时除了施加轴压外还得要求施加围压，并且围压在不同方向上还不相等，并且除了施加压应力有时还得要求施加拉应力，很多实验装置只能施加轴向压力，不能施加围压，即使施加围压，施加的围压也是相等的。并且很多试验装置只能施加压应力，不能施加拉应力。不能对指定区域施加载荷，不能改变施加载荷区域的大小。本发明用不同的装置及机构同时满足了这些要求。
当前很多实验装置不能施加交变载荷的拉力，只能施加压力，当前很多实验装置施加了轴压和围压，但是只能施加相同的围压，不能施加不同方向上不同的压力和拉力。不能对指定区域施加载荷，不能改变施加载荷区域的大小。
发明内容
本发明提供一种真三轴动态压力试验机及试验方法，提供轴向载荷，也可以提供不同的围压，并且可以施加压应力，还可以施加拉应力，施加和压应力和拉应力均可独立控制，并且施加载荷的区域可控。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种真三轴动态压力试验机，包括试验机框架，在试验机框架外设置有载荷施加***，载荷施加***通过载荷传递***施加到试验机框架内试件上，所述载荷施加***包括轴向载荷施加***和侧向载荷施加***，试样顶部设置有顶部压力传感器，试样的四周设置有侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器均与控制器连接，轴向载荷施加***和侧向载荷施加***均与控制器连接。
上述真三轴动态压力试验机，轴向载荷施加***包括设置在试验机框架外部的电机，电机的输出轴上设置有第一伞齿轮，电机与控制器连接，载荷传递***包括传动杆、滑块和弹簧，传动杆伸入到试验机框架内，试验机框架外部的传动杆端部设置有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮，伸入到试验机框架内的传动杆上设置有螺纹，滑块套在传动杆上组合成丝杠副，滑块一端通过连杆固定连接弹簧，弹簧的另一端固定在顶部压力传感器上；侧向载荷施加***的结构及载荷传递***与轴向载荷施加***及轴向载荷传递***相同，侧向传递***中弹簧的另一端固定在侧向压力传感器上。
上述真三轴动态压力试验机，所述滑块与连杆固定连接，弹簧的一端固定在连杆上。
上述真三轴动态压力试验机，所述电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接。
上述真三轴动态压力试验机，在顶部压力传感器与试样之间及侧向压力传感器与试样之间均设置有压力板。
上述真三轴动态压力试验机，在试样的四周分别设置四个侧向载荷施加***。
一种真三轴动态压力试验方法，包括以下步骤
a.将试样放置在试验机框架内，在试样的顶部设置顶部压力传感器，在试样的四周设置侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器与控制器连接；
b.顶部压力传感器和侧向压力传感器上均固定弹簧，弹簧的另一端固定在滑块上，滑块与传动杆组合成丝杠副，传动杆伸出到试验机框架外，伸出到试验机框架外的传动杆端部固定第二伞齿轮；
c.在试验机框架外设置电机，电机的输出轴端部设置有与第二伞齿轮啮合的第一伞齿轮；
d.电机与控制器连接；
e.控制器分别控制对应的电机，将电机的旋转运动转化为滑块的直线运动，压缩弹簧或拉伸弹簧，从而达到对压力传感器的进行施加压力或拉力，控制器分别对不同的电机进行控制，实现对试样不同面分别进行动态控制。
上述真三轴动态压力试验方法，所述电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接。
上述真三轴动态压力试验方法，所述压力传感器与试样之间还设置有压力板。
相对于现有技术，本发明有以下优点：
1、可以施加5个方向上不同的拉力和压力，实现真正的真三轴，并且压力和拉力的大小可变，大小可以控制。
2、可以改变施加载荷的区域大小，从而可以对特定区域施加载荷。
本发明能施加真三轴的三维载荷施加***，可施加压力和拉力，力的大小可控，力的施加区域可控。
附图说明
图1是本发明省略前后载荷施加***和前后载荷传递***的结构示意图。
图2是本发明省略轴向载荷施加***和轴向载荷传递***的俯视图。
具体实施方式
如图1和图2所示的一种真三轴动态压力试验机，包括试验机框架20，在试验机框架外设置有载荷施加***，载荷施加***通过载荷传递***施加到试验机框架内试件上，所述载荷施加***包括轴向载荷施加***和侧向载荷施加***，试样顶部设置有顶部压力传感器7，试样的四周设置有侧向压力传感器12，在顶部压力传感器与试样之间及侧向压力传感器与试样之间均设置有压力板8，顶部压力传感器和侧向压力传感器均与控制器连接，轴向载荷施加***和侧向载荷施加***均与控制器连接。
本发明，在试样的顶部设置轴向载荷施加***，在试样的四周分别设置四个侧向载荷施加***，包括前载荷施加***、后载荷施加***、左载荷施加***和右载荷施加***，轴向载荷施加***和侧向载荷施加***分别通过对应的载荷传递***与对应的压力传感器连接，即轴向载荷施加***通过轴向载荷传递***与顶部压力传感器连接，侧向载荷施加***通过侧向载荷传递***与侧向压力传感器连接。
本发明的轴向载荷施加***包括设置在试验机框架外部的电机2，电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接，电机的输出轴上设置有第一伞齿轮1，电机与控制器连接，轴向载荷传递***包括传动杆4、滑块5和弹簧6，传动杆伸入到试验机框架内，试验机框架外部的传动杆端部设置有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮3，伸入到试验机框架内的传动杆上设置有螺纹，滑块5套在传动杆4上组合成丝杠副，滑块5与连杆9固定相连，弹簧的一端固定在连杆上，弹簧的另一端固定在顶部压力传感器7上；侧向载荷施加***的结构与轴向载荷施加***相同，侧向载荷传递***与轴向载荷施加***的结构相同，侧向传递***中弹簧的另一端固定在侧向压力传感器12上。
一种真三轴动态压力试验方法，包括以下步骤
a.将试样放置在试验机框架内，在试样的顶部设置顶部压力传感器，在试样的四周设置侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器与试样之间分别设置有压力板，顶部压力传感器和侧向压力传感器与控制器连接；
b.顶部压力传感器和侧向压力传感器上均固定弹簧，弹簧的另一端固定在滑块上，滑块与传动杆组合成丝杠副，传动杆伸出到试验机框架外，伸出到试验机框架外的传动杆端部固定第二伞齿轮；
c.在试验机框架外设置电机，电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接，电机的输出轴端部设置有与第二伞齿轮啮合的第一伞齿轮；
d.电机与控制器连接；
e.控制器分别控制对应的电机，将电机的旋转运动转化为滑块的直线运动，压缩弹簧或拉伸弹簧，从而达到对压力传感器的进行施加压力或拉力，控制器分别对不同的电机进行控制，实现对试样不同面分别进行动态控制。
本发明在试样的顶部设置有轴向载荷施加***及轴向载荷传递***，在试样四周的四个面上均设置有侧向载荷施加***和侧向载荷传递***，同时在试样的顶部和四周的四个面上均设置有压力传感器，且压力传感器均与控制器连接。这样不论是轴向还是侧向（即围压），均能受通过控制器分别控制，分别独立控制是施加压应力还是施加拉应力，以及不同方向上施加力的大小均可分别独立控制。实现真三轴的三维载荷施加***，可施加压力的拉力，力的大小可控，力的施加区域可控。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种真三轴动态压力试验机，包括试验机框架，在试验机框架外设置有载荷施加***，载荷施加***通过载荷传递***施加到试验机框架内试件上，其特征在于：所述载荷施加***包括轴向载荷施加***和侧向载荷施加***，试样顶部设置有顶部压力传感器，试样的四周设置有侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器均与控制器连接，轴向载荷施加***和侧向载荷施加***均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：轴向载荷施加***包括设置在试验机框架外部的电机，电机的输出轴上设置有第一伞齿轮，电机与控制器连接，载荷传递***包括传动杆、滑块和弹簧，传动杆伸入到试验机框架内，试验机框架外部的传动杆端部设置有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮，伸入到试验机框架内的传动杆上设置有螺纹，滑块套在传动杆上组合成丝杠副，滑块一端通过连杆固定连接弹簧，弹簧的另一端固定在顶部压力传感器上；侧向载荷施加***的结构及载荷传递***与轴向载荷施加***及轴向载荷传递***相同，侧向传递***中弹簧的另一端固定在侧向压力传感器上。
3.根据权利要求2所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：所述滑块与连杆固定连接，弹簧的一端固定在连杆上。
4.根据权利要求2所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：所述电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接。
5.根据权利要求1所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：在顶部压力传感器与试样之间及侧向压力传感器与试样之间均设置有压力板。
6.根据权利要求1所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：在试样的四周分别设置四个侧向载荷施加***。
7.根据权利要求1所述的真三轴动态压力试验机，其特征在于：滑块与连杆固定相连，弹簧的一端固定连接在连杆上，弹簧的另一端固定在压力传感器。
8.一种真三轴动态压力试验方法，其特征在于：包括以下步骤
a.将试样放置在试验机框架内，在试样的顶部设置顶部压力传感器，在试样的四周设置侧向压力传感器，顶部压力传感器和侧向压力传感器与控制器连接；
b.顶部压力传感器和侧向压力传感器上均固定弹簧，弹簧的另一端通过连杆固定连接在滑块上，滑块与传动杆组合成丝杠副，传动杆伸出到试验机框架外，伸出到试验机框架外的传动杆端部固定第二伞齿轮；
c.在试验机框架外设置电机，电机的输出轴端部设置有与第二伞齿轮啮合的第一伞齿轮；
d.电机与控制器连接；
e.控制器分别控制对应的电机，将电机的旋转运动转化为滑块的直线运动，压缩弹簧或拉伸弹簧，从而达到对压力传感器的进行施加压力或拉力，控制器分别对不同的电机进行控制，实现对试样不同面分别进行动态控制。
9.根据权利要求7所述的真三轴动态压力试验方法，其特征在于：所述电机上设置有转速传感器，转速传感器与控制器连接。
10.根据权利要求7所述的真三轴动态压力试验方法，其特征在于：所述压力传感器与试样之间还设置有压力板。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112816329A (zh) * 2021-01-29 2021-05-18 上海市第六人民医院 一种肩关节生物力学实验平台
CN114441331A (zh) * 2022-02-21 2022-05-06 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种可提供三向压力的荷载试验装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1423159A (fr) * 1965-01-08 1966-01-03 Kobe Steel Works Dispositif de compression à très haute pression et ses diverses applications
CN101042322A (zh) * 2007-04-29 2007-09-26 北京科技大学 一种恒载荷拉压试验机
CN103234834A (zh) * 2013-04-17 2013-08-07 哈尔滨工业大学 一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置
CN106198243A (zh) * 2016-06-15 2016-12-07 河南理工大学 可观测岩土相似材料变形破裂的真三轴加卸载实验装置及其实验方法
CN106989988A (zh) * 2017-04-25 2017-07-28 上海交通大学 一种将单向压力转换为多向拉力和压力的装置
CN206479410U (zh) * 2017-02-27 2017-09-08 北京润科通用技术有限公司 一种拉压力施加装置
CN107941615A (zh) * 2017-12-21 2018-04-20 四川德翔科创仪器有限公司 一种三轴试验机及试验***
CN107957372A (zh) * 2017-11-24 2018-04-24 洛阳新东昊玻璃有限公司 一种中空玻璃抗压强度试验装置
CN207336234U (zh) * 2017-10-13 2018-05-08 东莞市海达仪器有限公司 一种纸箱抗压测试仪

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1423159A (fr) * 1965-01-08 1966-01-03 Kobe Steel Works Dispositif de compression à très haute pression et ses diverses applications
CN101042322A (zh) * 2007-04-29 2007-09-26 北京科技大学 一种恒载荷拉压试验机
CN103234834A (zh) * 2013-04-17 2013-08-07 哈尔滨工业大学 一种用于道路灌缝材料低温性能测试的加载装置
CN106198243A (zh) * 2016-06-15 2016-12-07 河南理工大学 可观测岩土相似材料变形破裂的真三轴加卸载实验装置及其实验方法
CN206479410U (zh) * 2017-02-27 2017-09-08 北京润科通用技术有限公司 一种拉压力施加装置
CN106989988A (zh) * 2017-04-25 2017-07-28 上海交通大学 一种将单向压力转换为多向拉力和压力的装置
CN207336234U (zh) * 2017-10-13 2018-05-08 东莞市海达仪器有限公司 一种纸箱抗压测试仪
CN107957372A (zh) * 2017-11-24 2018-04-24 洛阳新东昊玻璃有限公司 一种中空玻璃抗压强度试验装置
CN107941615A (zh) * 2017-12-21 2018-04-20 四川德翔科创仪器有限公司 一种三轴试验机及试验***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐铭: "《机车动车和电车的驱动装置》", 30 April 2016, 中国铁道出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112816329A (zh) * 2021-01-29 2021-05-18 上海市第六人民医院 一种肩关节生物力学实验平台
CN114441331A (zh) * 2022-02-21 2022-05-06 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种可提供三向压力的荷载试验装置

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