多向應(yīng)力加載裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種多向應(yīng)力加載裝置，包括呈環(huán)形均布設(shè)置并用于向試件施加側(cè)向力的至少三個(gè)側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)、用于承受側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)反向作用力的反力裝置和與側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置并與試件外周壁貼合的圍壓板；所述側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)包括由兩根傳力桿鉸接組成的傳力支架和用于向傳力支架施加彈性力的彈力加壓機(jī)構(gòu)；所述傳力支架的兩端分別鉸接在所述反力裝置和圍壓板上；所述反力裝置到試件外周壁的徑向距離小于所述兩傳力桿長度之和。本實(shí)用新型專利技術(shù)多向應(yīng)力加載裝置不僅能適用于多種尺寸大小的試件，而且還能對(duì)試件同時(shí)施加法向圍壓和切向應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的多向復(fù)雜應(yīng)力加載。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及ー種用在土木工程材料應(yīng)カ加載試驗(yàn)中的應(yīng)カ加載裝置，特別是ー種主要適用于砂漿體、混凝土或巖石等強(qiáng)度較高、彈性模量較大試件的多向應(yīng)カ加載裝置。
技術(shù)介紹
在土木工程領(lǐng)域，常常采用三向加載的方法來進(jìn)行材性試驗(yàn)，通過對(duì)試件施加側(cè)向壓カ和軸向壓力獲得試件的強(qiáng)度和變形特征。三向加壓試驗(yàn)機(jī)一般帶有特制的圍壓室，試驗(yàn)時(shí)將圓柱形試件放入圍壓室中，根據(jù)液壓原理，由圍壓室中的液體對(duì)試件施加規(guī)定的側(cè)向壓力，再通過軸向加壓桿施加軸向壓力，不斷増加軸向壓力，直到試件破壞。采用現(xiàn)有的三向加壓試驗(yàn)機(jī)，主要有以下兩點(diǎn)不·足I、試件的尺寸大小受到圍壓室的大小的限制，試件通常需加工成規(guī)定直徑的圓柱形；2、側(cè)向壓カ為液體施加，只能施加法向圍壓，對(duì)試件側(cè)面不能施加切向應(yīng)力，不能實(shí)現(xiàn)多向復(fù)雜應(yīng)力加載。鑒于此，本技術(shù)g在探索ー種多向應(yīng)カ加載裝置，該多向應(yīng)カ加載裝置不僅能夠?qū)υ嚰┘臃ㄏ驀鷫汉颓邢驊?yīng)力，實(shí)現(xiàn)多向復(fù)雜應(yīng)カ加載，而且試件的尺寸大小不受限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提出ー種多向應(yīng)カ加載裝置，該多向應(yīng)カ加載裝置不僅能適用于多種尺寸大小的試件，而且還能對(duì)試件同時(shí)施加法向圍壓和切向應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的多向復(fù)雜應(yīng)力加載。要實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本技術(shù)的多向應(yīng)カ加載裝置，包括呈環(huán)形均布設(shè)置并用于向試件施加側(cè)向カ的至少三個(gè)側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)、用于承受側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)反向作用力的反力裝置和與側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置并與試件外周壁貼合的圍壓板；所述側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)包括由兩根傳力桿鉸接組成的傳カ支架和用于向傳力支架施加弾性力的弾力加壓機(jī)構(gòu)；所述傳カ支架的兩端分別鉸接在所述反カ裝置和圍壓板上；所述反カ裝置到圍壓板的徑向距離小于所述兩傳力桿長度之和。進(jìn)ー步，所述反カ裝置包括反力筒，所述傳カ支架鉸接安裝在反力筒的內(nèi)周壁上；進(jìn)ー步，所述反カ裝置包括底板和固定安裝在底板上并呈環(huán)形均布設(shè)置的反力柱，所述反カ柱與所述側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述傳カ支架鉸接安裝在反力柱上；進(jìn)ー步，所述彈カ加壓機(jī)構(gòu)包括承托板和安裝在承托板上的彈簧，所述承托板安裝在所述兩傳力桿之間的鉸接節(jié)點(diǎn)上；進(jìn)ー步，所述傳カ支架為由兩根傳カ桿鉸接組成的人字形傳カ支架；進(jìn)ー步，所述側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)設(shè)置為六個(gè)或八個(gè)；進(jìn)ー步，還包括設(shè)置在試件頂部并用于傳遞軸向力的鋼墊板；進(jìn)ー步，所述圍壓板與壓カ試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)之間間隙配合或接觸配合；進(jìn)ー步，所述圍壓板與底板之間間隙配合或接觸配合。本技術(shù)的有益效果為本技術(shù)的多向應(yīng)カ加載裝置通過設(shè)置側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)向試件施加法向圍壓，并通過圍壓板和試件之間的摩擦力作用，向試件施加切向應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的多向復(fù)雜 應(yīng)カ加載；另外，通過調(diào)整傳カ支架可方便改變作用在圍壓板上的集中力的大小，再通過圍壓板的作用改變試件上側(cè)向作用力；通過改變圍壓板的曲率半徑與試件外周壁相等，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸大小的試件進(jìn)行多向應(yīng)カ加載試驗(yàn)。附圖說明圖I為本技術(shù)多向應(yīng)カ加載裝置實(shí)施例的機(jī)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的俯視圖。具體實(shí)施方式如圖I所示，為本技術(shù)多向應(yīng)カ加載裝置實(shí)施例的機(jī)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的俯視圖。本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置，包括呈環(huán)形均布設(shè)置并用于向試件施加側(cè)向カ的至少三個(gè)側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)、用于承受側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)反向作用力的反力裝置和與側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置并與試件外周壁貼合的圍壓板I。側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)包括傳カ支架4和用于向傳力支架4施加彈性カ的彈カ加壓機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的傳カ支架4為由傳カ桿2和傳カ桿3鉸接組成的人字形傳カ支架。本實(shí)施例的彈カ加壓機(jī)構(gòu)包括承托板5和安裝在承托板5上的彈簧6，承托板5安裝在傳カ桿2和傳カ桿3之間的鉸接節(jié)點(diǎn)上。傳カ支架4的兩端分別鉸接在反力裝置和圍壓板I上，反力裝置到圍壓板I外周壁的徑向距離小于傳カ桿2和傳カ桿3的長度之和，采用該結(jié)構(gòu)的彈カ加壓機(jī)構(gòu)，通過壓縮彈簧向傳カ支架施加彈性力，在彈性カ的作用下，傳カ桿2和傳カ桿3張開，由于傳カ桿2另一端鉸接在反力裝置上，則通過鉸接在傳カ桿3另ー端的圍壓板I將カ傳遞到試件外周壁上，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件施加徑向圍壓，且通過圍壓板I與試件外周壁之間的摩擦力作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件施加切向應(yīng)力，即本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置能對(duì)試件同時(shí)施加法向圍壓和切向應(yīng)カ，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的多向復(fù)雜應(yīng)力加載。需要說明的是為了保證切向應(yīng)カ全部施加在試件上，圍壓板I和試件7之間需要有足夠的摩擦力，圍壓板I的材質(zhì)要保證能承受這種靜摩擦カ而不至滑動(dòng)，可先期測定圍壓板I與試件7之間的靜摩擦系數(shù)，選定圍壓板I的材質(zhì)；圍壓板I與試驗(yàn)臺(tái)之間不接觸，保證全部切向應(yīng)カ施加在試件上。進(jìn)ー步，用于承受側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)反作用力的反力裝置可以采用多種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，反力裝置可以為包括反力筒8，傳カ支架4鉸接安裝在反力筒8的內(nèi)周壁上，具體的為傳カ桿2鉸接安裝在反力筒8的內(nèi)周壁上；反力裝置還可以為包括底板和固定安裝在底板上并呈環(huán)形均布設(shè)置的反力柱，反力柱與側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，且傳カ桿2鉸接安裝在反力柱上。通過設(shè)置反力裝置來平衡側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)的反作用力，保證通過側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)施加的法向圍壓能夠施加到試件上。本實(shí)施例的反力裝置采用第一種結(jié)構(gòu)形式，即反カ裝置為反カ筒8，通過將反力裝置設(shè)置為呈圓柱筒形的反力筒8，側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)向反力筒8施加環(huán)形集中反作用力，即反カ筒8受到自平衡的反作用力，能夠防止反力筒8發(fā)生位移。反力筒8有一定的厚度，其自身的剛度保證其變形很小，保證試驗(yàn)的精度。進(jìn)一歩，側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)一般設(shè)置為六個(gè)或八個(gè)，本實(shí)施例的側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)設(shè)置為6個(gè)，通過設(shè)置多個(gè)環(huán)形均布的側(cè)向加壓傳カ機(jī)構(gòu)，能夠向試件7施加均勻的法向圍壓。進(jìn)ー步，本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置還包括設(shè)置在試件7頂部并用于傳遞軸向力的鋼墊板9。需要說明的是，采用本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置實(shí)現(xiàn)多向應(yīng)カ加載時(shí)當(dāng)反力裝置為反カ筒8時(shí)，圍壓板I與試件7外周壁之間直接接觸配合，保證有足夠的摩擦力，并將圍壓板I與單向壓力試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)10間隙配合，通過圍壓板I與試件外周壁之間的摩擦力作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件施加切向應(yīng)力，即本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置能對(duì)試件同時(shí)施加法向圍壓和切向應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的多向復(fù)雜應(yīng)力加載；當(dāng)反力裝置為底板和反カ柱時(shí)，同理，圍壓板I與試件7外周壁直接接觸配合，圍壓板I與底板間隙配合，可通過圍壓板I對(duì)試件7之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)對(duì)試件施加切向應(yīng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)試件7的多向復(fù)雜應(yīng)力加載。需要說明的是，采用本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置還可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有三向加壓試驗(yàn)機(jī)的三向應(yīng)カ加載。當(dāng)反力裝置為反カ筒8時(shí)，在圍壓板I與試件7外周壁之間設(shè)置潤滑剤，并將圍壓板I與單向壓力試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)10接觸配合，如此，便將圍壓板I與試件7外周壁之間較小的摩擦力作用在單向壓力試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)10上，即圍壓板I不對(duì)試件7產(chǎn)生切向應(yīng)力，試件不受表面剪應(yīng)力作用；當(dāng)反力裝置為底板和反力柱吋，同理，在圍壓板I與試件7外周壁之間設(shè)有潤滑劑，并將圍壓板I與底板接觸配合，可避免圍壓板I對(duì)試件7產(chǎn)生切向應(yīng)カ，試件不受表面剪應(yīng)力作用。本實(shí)施例的多向應(yīng)カ加載裝置還具有以下優(yōu)點(diǎn)I)制作精度較高反力筒8可通過無縫鋼管切割制作，其它金屬部件可通過激光切割，線切割等方式加工，精度可以保證，裝置的強(qiáng)度和變形都可以計(jì)算得到；2)自適應(yīng)解決多組彈簧異本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多向應(yīng)力加載裝置，其特征在于：包括呈環(huán)形均布設(shè)置并用于向試件施加側(cè)向力的至少三個(gè)側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)、用于承受側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)反向作用力的反力裝置和與側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置并與試件外周壁貼合的圍壓板；所述側(cè)向加壓傳力機(jī)構(gòu)包括傳力支架和用于向傳力支架施加彈性力的彈力加壓機(jī)構(gòu)；所述傳力支架的兩端分別鉸接在所述反力裝置和圍壓板上；所述反力裝置到圍壓板的徑向距離小于所述兩傳力桿長度之和。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧黎，黎亮，鄧宇，胡天時(shí)，李宵瀟，
申請(專利權(quán))人：重慶大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：