一种侧向双轴加载试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种侧向双轴加载试验装置，它解决了现有技术中真三轴试验存在偏心的问题，具有对试件施加均匀双向载荷的有益效果，其方案如下：一种侧向双轴加载试验装置，包括底板，表面可设置试件；第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置。

A lateral biaxial loading test device

The utility model discloses a lateral biaxial loading test device, which solves the problem of the existence of eccentricity in the true three axis test in the existing technology, and has the beneficial effect of applying uniform bi-directional load on the specimen. The scheme is as follows: a lateral biaxial loading test device, including a bottom plate, a surface set of test pieces, and a first loading single. The two elements and the first force unit are set relative to the bottom plate, the second loading unit and the second force unit, the two are set relative to the bottom plate, the second loading unit is set vertically with the first loading unit, and the first loading unit, the first force unit, the second loading unit and the second force unit are all set around the specimen.

【技术实现步骤摘要】
一种侧向双轴加载试验装置
本技术属于工程材料，结构变形以及力学实验
，特别是涉及一种侧向双轴加载试验装置及方法。
技术介绍
通过地质力学模型试验或室内试验研究岩土体的力学性质是岩土工程专业中非常重要的研究手段，例如研究岩土体抗压强度的三轴压缩试验，在试验中，对岩土体模型施加荷载的轴向合力是否交于一点是非常重要的环节，这一过程通常是利用液压控制系统推动油缸活塞加载板对模型表面施加作用力来实现的。因此，液压控制系统的三向轴向加载性能对试验的实施与结果有着决定性的影响。随着我国工程技术的不断发展，对设备能力和技术有了更高的要求。在实际应用中，许多试验要求液压控制系统能够得到岩土体在三轴加载下的力学参数，针对于高精度三轴加载试验装置的开发也刻不容缓。目前国内使用的大多数三轴加载试验装置是伪三轴试验装置，即施加的侧向围压相等，这与大多数的工程实况不符；高精度真三轴试验装置造价颇高，应用范围受限，此外，较为廉价的真三轴试验装置大多采用焊接连接，由于存在焊接应力和钢板定位不准的情况，使得三轴加载方向上合力与各自的反力均不在同一条直线上，真三轴试验装置便存在偏心加载作用，使得试验装置在加载的过程中对试件施加了扭矩，从而产生了剪应力，原来的简单轴向应力状态会转化成复杂的应力状态，而一般试件多为脆性材料，对剪应力和拉应力较为敏感，因此由于存在扭矩对试件产生的剪应力作用，试件的破坏强度低于轴向应力下的破坏强度，在相同荷载作用下，试件的变形量大于轴向应力状态下的变形量，试件的整体力学性能都下降了，对试验结果有很大影响。此外，当试验荷载逐渐增大时，最终的承载组件必将产生弹性变形能，由于整个实验装置的最终承载组件只有一侧与底座是刚性连接，弹性变形能得不到释放，原先均匀的轴向荷载会出现沿竖直面不均匀的情况，使试验产生偏心荷载，进而产生偏心应力，试件的力学性能变差。因此，需要对一种侧向双轴加载试验装置进行新的研究设计。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种侧向双轴加载试验装置，该装置通过螺栓连接，形成整体装配式结构，保证施加在试件表面的荷载合力精准交于一点，整个实验装置在加载方向上保持了一定的柔性，不会使作用在试件表面的荷载因装置本身的弹性变形能得不到释放而出现沿竖直面不均匀的情况，故在整个实验加载的过程中，作用在试件表面的荷载始终是均匀轴向的。一种侧向双轴加载试验装置的具体方案如下：一种侧向双轴加载试验装置，包括：底板，表面可设置试件；第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置；第一测力单元包括可与试件接触的第一反力板，第一反力板的侧部设置第一力传感器，第一力传感器与用于确定第一力传感器位置的第一定位部件连接，第一定位部件与第一立板连接，第一立板与底板固连。该试验装置实现对试件两个方向的轴向加载，通过第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元相互间隔90°设置，避免对试件偏心加载，保证了试验结果的准确性。进一步地，所述第一反力板与第一力传感器之间设置第一过渡部件，通过第一过渡部件的设置避免对第一力传感器的破坏，同时第一过渡部件的尺寸与试件的尺寸相适应，通过调整第一过渡部件的尺寸以满足不同试件尺寸的试验要求。进一步地，所述第二测力单元包括第二反力板，第二反力板的侧部通过第二过渡部件与第二定位部件连接，第二过渡部件与第二定位部件之间设置第二压力传感器，第二定位部件与第二立板连接，第二立板与底板固连。进一步地，所述第一加载单元包括第一加载板，第一加载板与动力源推动端连接，动力源另一端设置第三立板，第三立板相对于所述底板活动设置；动力源为液压油缸。或者，所述第三立板表面设置带螺纹的孔洞，动力源端部与该孔洞配合连接。进一步地，所述第三立板与第一立板之间设置拉杆；或者，所述底板为十字型结构件，这样第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元分别设于底板的每一侧上表面。进一步地，所述拉杆两端分别穿过第一立板、第三立板设置，且拉杆两端分别设置螺纹。同样，所述第二立板与第四立板之间设置拉杆；该拉杆与连接第一立板、第三立板的拉杆相互交错且相互垂直设置。由于拉杆和底板的约束作用，两相对设置的立板在空间位置上是相互平行的，并且处于同一水平面上。动力源一侧的第三立板与第四立板底部均通过导轨与底板相连，当试验荷载较大时，整个实验装置便会产生较大的弹性变形能，为了使弹性变形能得到一定的释放，实验装置允许立板沿加载方向的导轨发生一段微小的位移，故使整个装置具有一定的柔性。进一步地，所述第二加载单元包括第二加载板，第二加载板与动力源推动端连接，动力源另一端设置第四立板，第四立板相对于所述底板活动设置。进一步地，为了方便安装和拆卸，所述第一加载板一侧预留带螺纹的卡槽，卡槽与动力源推动端连接；或者，第一加载板与第一反力板相互平行，且轴心在同一直线设置。进一步地，所述第一过渡部件为第一过渡板，第一过渡板一侧通过螺栓与第一反力板螺纹连接，另一侧与所述的第一力传感器连接；同样，第二过渡部件同样为第二过渡板，两个过渡板均与底板垂直设置。或者，为了方便第一反力板中心轴线与第一加载单元轴线在同一直线的确认，所述第一定位部件为圆筒轴。此外，两个动力源、第一力传感器、第二力传感器分别与可编程的控制器连接，以实现控制器控制两个动力源的动作，并显示检测到的压力数值。为了克服现有技术的不足，本技术还提供了一种侧向双轴加载试验装置的使用方法，包括如下步骤：1)将试件设于底板表面；2)将第一加载单元、第二加载单元、第一测力单元、第二测力单元分别与控制器连接；3)由第一加载单元、第二加载单元对试件进行两个方向力的加载；4)由第一测力单元、第二测力单元对试件所受载荷大小进行测量，并由控制器控制第一加载单元与第二加载单元持续施加载荷。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1)本技术通过两组加载单元、测力单元的设置，有效实现对试件两个轴向方向力的加载，避免偏心加载，有效保证试验结果的准确性。2)本技术通过拉杆的设置，在试验加载过程中，动力源作用在试件表面的力最终实现由拉杆承担。3)本技术通过加载板、反力板的设置，保证施加在试件表面的荷载是轴向均匀的。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本技术装置整体外观示意图；其中：1.拉杆，2.立板，3.油缸，4.加载板，5.反力板，6.过渡部件，7.力传感器，8.定位部件，9.底板。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侧向双轴加载试验装置，其特征在于，包括：底板，表面可设置试件；第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置；第一测力单元包括可与试件接触的第一反力板，第一反力板的侧部设置第一力传感器，第一力传感器与用于确定第一力传感器位置的第一定位部件连接，第一定位部件与第一立板连接，第一立板与底板固连。

【技术特征摘要】
1.一种侧向双轴加载试验装置，其特征在于，包括：底板，表面可设置试件；第一加载单元和第一测力单元，二者相对设置并设于底板；第二加载单元和第二测力单元，二者相对设置并设于底板，第二加载单元与第一加载单元垂直设置，第一加载单元、第一测力单元、第二加载单元和第二测力单元均围绕试件设置；第一测力单元包括可与试件接触的第一反力板，第一反力板的侧部设置第一力传感器，第一力传感器与用于确定第一力传感器位置的第一定位部件连接，第一定位部件与第一立板连接，第一立板与底板固连。2.根据权利要求1所述的一种侧向双轴加载试验装置，其特征在于，所述第一反力板与第一力传感器之间设置第一过渡部件。3.根据权利要求1所述的一种侧向双轴加载试验装置，其特征在于，所述第二测力单元包括第二反力板，第二反力板的侧部通过第二过渡部件与第二定位部件连接，第二过渡部件与第二定位部件之间设置第二压力传感器，第二定位部件与第二立板连接，第二立板与底板固连。4.根据权利要求1所述的一种侧向双轴加载试验装置，其特征在于，所述第一加载单元包括第一加载板，第一加载板与动力源推动端连接，动...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞松，李邦翔，蔡卫兵，朱维申，薛翊国，魏超，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东,37