一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置及测试方法，涉及材料特性测试技术领域。在实验台上设置振动台，振动台上安装进行材料能量耦合规律的测试装置，通过安装在振动台侧面的激振器控制振动台的振动形式、频率和振幅等，以测试材料在不同振动状态下的能量耦合规律，数据精确度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料特性测试
，特别是涉及一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置及测试方法。
技术介绍
地质勘探中经常进行岩矿的特性测试，例如抗压强度、渗透率等参数，测定这些参数对了解岩矿的特性具有很重要的意义。现有的研究相似材料在加载不同的机械振动下的力学特性的测试实验要么比较粗糙，测得的数据误差比较大；要么测试方法比较单一，没有测试试件在受力情况下在加载不同形式的机械振动及不同频率和振幅下的力学特性。同时在进行真三轴实验研究的时候仅仅研究相似材料的固气能量耦合实验，没有考虑机械振动对相似材料的力学特性的研究。所以有必要提供一种能在加载机械振动的情况下研究真三轴测试的相似材料固气能量耦合规律的测试方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置及测试方法，可以解决现有技术中存在的问题。一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置的测试方法，所述测试装置包括：实验台、液压泵、功率放大器和PLC控制柜，所述实验台上设有可在水平面上移动的振动台，所述振动台侧面安装有激振器，所述振动台上固定有实
验箱，所述实验箱两相邻侧面上分别设有第一液压缸和第二液压缸，所述实验箱顶部设有第三液压缸，所述实验箱两侧面分别开设有进气孔和排气孔，内部具有实验盒，所述实验盒内部固定有进气筛板和能量检测装置，所述振动台底部位于所述实验盒下方的位置安装有压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸末端分别伸出第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆均穿过所述实验箱和实验盒的侧壁插入所述实验盒中，所述第三活塞杆穿过所述实验箱从顶部插入所述实验盒中，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸上分别安装有第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器均与所述PLC控制柜电连接，所述PLC控制柜与所述液压泵电连接；所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸通过油管与所述液压泵连接；所述激振器、功率放大器和PLC控制柜依次电连接；所述测试方法包括：检测所述实验箱的气密性，判断所述实验箱的气密性是否达到实验要求；若所述实验箱的气密性达到要求，在试件上涂抹密封胶放入所述实验盒中，并将所述进气筛板和所述实验盒之间用密封胶密封；将空气压缩机和所述进气孔、进气筛板依次通过管道连接；将所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别与所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆连接；将流量计与所述排气孔通过管道连接；将所述能量检测装置与所述PLC控制柜电连接；打开所述液压泵和PLC控制柜的电源，在所述PLC控制柜的输入界面上输入压力、振动形式、振幅和频率数据；所述激振器带动所述振动台振动；所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸在所述液压泵的控制下向试件施加压力，所述空气压缩机向所述实验箱中充入气体；所述压力传感器检测试件受到的压力，所述能量检测装置检测所述振动台的振动情况，所述流量计检测从所述排气孔中排出的气体流量，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别检测所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆的位移；所述PLC控制柜输出压力、振动形式、振幅、频率、流量和位移参
数。优选地，步骤“检测所述实验箱的气密性，判断所述实验箱的气密性是否达到实验要求”后还具有步骤：将所述实验盒固定在振动台上，并将第一压板、第二压板和第三压板分别固定在所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆插入所述实验盒的末端。优选地，步骤“将所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别与所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆连接”具体包括：将所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的测量拉杆分别与所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆连接。优选地，步骤“将所述能量检测装置与所述PLC控制柜电连接”具体包括：在所述实验箱上开孔，将数据采集线与所述能量检测装置连接，引出所述数据采集线后与所述PLC控制柜电连接，将孔密封。本专利技术还提供了一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置，包括实验台、液压泵、功率放大器和PLC控制柜，所述实验台上设有可在水平面上移动的振动台，所述振动台侧面安装有激振器，所述激振器、功率放大器和PLC控制柜依次电连接，所述振动台上固定有实验箱，所述实验箱在一侧面开设有排气孔，所述实验箱在外侧壁上安装有与所述排气孔连通的流量计，所述实验箱两侧面上分别设有第一液压缸和第二液压缸，所述实验箱顶部设有第三液压缸，所述实验箱内部安装有实验盒，所述实验盒内部固定有能量检测装置，所述能量检测装置与所述PLC控制柜电连接，所述振动台底部位于所述实验盒下方的位置安装有压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸末端分别伸出第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆均穿过所述实验箱和实验盒的侧壁插入所述实验盒中，所述第三活塞杆穿过所述实验箱从顶部插入所述实验盒中，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸上分别安装有第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第
三位移传感器均与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸均通过油管与所述液压泵连接，所述PLC控制柜与所述液压泵电连接。优选地，所述振动台和实验台之间安装有滑轮，所述振动台通过所述滑轮在所述实验台上沿水平方向移动。优选地，所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆插入所述实验盒的末端分别固定有第一压板、第二压板和第三压板。优选地，所述实验箱在一侧面上还开设有进气孔，所述实验盒在内侧壁上安装有与所述进气孔连通的进气筛板，所述进气孔通过进气管道与空气压缩机连接。优选地，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器均为拉杆式位移传感器，所述第一位移传感器的测量拉杆与所述第一活塞杆固定连接，所述第二位移传感器的测量拉杆与所述第二活塞杆固定连接，所述第三位移传感器的测量拉杆与所述第三活塞杆固定连接。本专利技术实施例中一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置及测试方法，在实验台上设置振动台，振动台上安装进行材料能量耦合规律的测试装置，通过安装在振动台侧面的激振器控制振动台的振动形式、频率和振幅等，以测试材料在不同振动状态下的能量耦合规律，数据精确度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置
的正视结构示意图；图2为图1中测试装置的右视结构示意图；图3为图1中实验盒的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种机械振动下材料能量耦合规律测试装置的测试方法步骤流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试装置包括：实验台、液压泵、功率放大器和PLC控制柜，所述实验台上设有可在水平面上移动的振动台，所述振动台侧面安装有激振器，所述激振器、功率放大器和PLC控制柜依次电连接，所述振动台上固定有实验箱，所述实验箱两相邻侧面上分别设有第一液压缸和第二液压缸，所述实验箱顶部设有第三液压缸，所述实验箱两侧面分别开设有进气孔和排气孔，内部具有实验盒，所述实验盒内部固定有进气筛板和能量检测装置，所述振动台底部位于所述实验盒下方的位置安装有压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸末端分别伸出第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆均穿过所述实验箱和实验盒的侧壁插入所述实验盒中，所述第三活塞杆穿过所述实验箱从顶部插入所述实验盒中，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸上分别安装有第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器均与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸均通过油管与所述液压泵连接，所述PLC控制柜与所述液压泵电连接；所述测试方法包括：检测所述实验箱的气密性，判断所述实验箱的气密性是否达到实验要求；若所述实验箱的气密性达到要求，在试件上涂抹密封胶放入所述实验盒中，并将所述进气筛板和所述实验盒之间用密封胶密封；将空气压缩机和所述进气孔、进气筛板依次通过管道连接；将所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别与所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆连接；将流量计与所述排气孔通过管道连接；将所述能量检测装置与所述PLC控制柜电连接；打开所述液压泵和PLC控制柜的电源，在所述PLC控制柜的输入界面上输入压力、振动形式、振幅和频率数据；所述激振器带动所述振动台振动，同时所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸在所述液压泵的控制下向试件施加压力，所述空气压缩机向所述实验箱中充入气体；所述压力传感器检测试件受到的压力，所述能量检测装置检测所述振动台的振动情况，所述流量计检测从所述排气孔中排出的气体流量，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别检测所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆的位移；所述PLC控制柜输出压力、振动形式、振幅、频率、流量和位移参数。...

【技术特征摘要】
1.一种机械振动下材料能量耦合规律的测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试装置包括：实验台、液压泵、功率放大器和PLC控制柜，所述实验台上设有可在水平面上移动的振动台，所述振动台侧面安装有激振器，所述激振器、功率放大器和PLC控制柜依次电连接，所述振动台上固定有实验箱，所述实验箱两相邻侧面上分别设有第一液压缸和第二液压缸，所述实验箱顶部设有第三液压缸，所述实验箱两侧面分别开设有进气孔和排气孔，内部具有实验盒，所述实验盒内部固定有进气筛板和能量检测装置，所述振动台底部位于所述实验盒下方的位置安装有压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸末端分别伸出第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆均穿过所述实验箱和实验盒的侧壁插入所述实验盒中，所述第三活塞杆穿过所述实验箱从顶部插入所述实验盒中，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸上分别安装有第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器均与所述PLC控制柜电连接，所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸均通过油管与所述液压泵连接，所述PLC控制柜与所述液压泵电连接；所述测试方法包括：检测所述实验箱的气密性，判断所述实验箱的气密性是否达到实验要求；若所述实验箱的气密性达到要求，在试件上涂抹密封胶放入所述实验盒中，并将所述进气筛板和所述实验盒之间用密封胶密封；将空气压缩机和所述进气孔、进气筛板依次通过管道连接；将所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别与所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆连接；将流量计与所述排气孔通过管道连接；将所述能量检测装置与所述PLC控制柜电连接；打开所述液压泵和PLC控制柜的电源，在所述PLC控制柜的输入界面上输入压力、振动形式、振幅和频率数据；所述激振器带动所述振动台振动，同时所述第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸在所述液压泵的控制下向试件施加压力，所述空气压缩机向所述实验箱中充入气体；所述压力传感器检测试件受到的压力，所述能量检测装置检测所述振动台的振动情况，所述流量计检测从所述排气孔中排出的气体流量，所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别检测所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆的位移；所述PLC控制柜输出压力、振动形式、振幅、频率、流量和位移参数。2.如权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤“检测所述实验箱的气密性，判断所述实验箱的气密性是否达到实验要求”后还具有步骤：将所述实验盒固定在振动台上，并将第一压板、第二压板和第三压板分别固定在所述第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆插入所述实验盒的末端。3.如权利要求1所述的测试方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏翔，李树刚，林海飞，魏宗勇，李莉，潘红宇，肖鹏，张超，成连华，丁洋，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61