【技术实现步骤摘要】
一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统
本专利技术涉及一种应力波传播测试系统,属于岩体力学分析
,尤其涉及一种传统加热高温环境中应力波传播测试系统。
技术介绍
岩体中的裂缝称为裂隙或者节理,是由长期复杂地质作用产生的。这些缺陷的存在影响或控制着岩体的力学性能和动力特性,当应力穿过含有节理的岩体时,会发生衰减和弥散。但岩石中并非全都是肉眼可见的宏观裂隙,在完整的岩石的表面和内部同样存在着微观缺陷。含有微缺陷和微裂纹的岩石在动态载荷作用下往往不表现为弹性,而是表现为粘弹性的性质。当应力波在含有微缺陷和微裂纹的岩石中传播时,也会伴随着应力波衰减和耗散的现象发生。前人对此已经对此做了很多的研究。岩体往往不是处于一个常温的环境,在地层的深处和高温岩石工程中,岩体处于一个高温状态。高温会使岩体产生微裂纹和微缺陷,导致应力波在高温岩体中传播时同样会衰减和弥散,但是应力波在高温岩体内表现出怎样的传播规律尚不清楚,目前对于实时高温环境下岩体内部的应力波传播的研究还很少。应力波在含微裂纹岩体中传播时会发生衰减和弥散,即应力波的幅值和相速会衰减。通常用波的传播系数γ(ω)来描述应力波在岩石中传播时的衰减规律。传播系数γ(ω)是一个复合参量,表达式为式(1)。由两部分组成,实数部分为衰减系数α(ω),虚数部分为波数k(ω):γ(ω)=α(ω)+k(ω)i(1)α(ω)和k(ω)的表达式分别如下(2)和(3):其中ε(t)=由应变片记录的,应力波在岩 ...
【技术保护点】
1.一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:该测试系统共由四个部分组成,分别为加载系统、加温系统、测量系统和控制系统;/n加载系统、加温系统和测量系统分别与控制系统相连接,控制系统控制加载系统释放子弹,对试样提供动态荷载;加载系统和测量系统之间设置一个同步触发程序,加载系统释放瞬间,触发测量系统开始测量,并将测量的信息传输到控制系统进行处理;加热区由长方体加热区外壳和上下两段半圆状电阻丝加热区域组成;加热区外壳为不锈钢材料,将电阻丝加热区域包在其中,有利于加热过程中热量集中在加热区内;为了观察钢管内的试样,加热区外壳两侧开洞;电阻丝加热区域通过螺栓固定在加热区外壳中,并将钢管上下包住;电阻丝加热区域覆盖钢管内含试样的部分,保证对钢管内的试样进行均匀加热,电阻丝材料为Cr20Ni80;加热区由加温系统控制工作,根据实验要求,通过调节仪表盘的参数即可改变电阻丝的输入电流和输出功率,实现不同的加热温度和加热速率。/n
【技术特征摘要】
1.一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:该测试系统共由四个部分组成,分别为加载系统、加温系统、测量系统和控制系统;
加载系统、加温系统和测量系统分别与控制系统相连接,控制系统控制加载系统释放子弹,对试样提供动态荷载;加载系统和测量系统之间设置一个同步触发程序,加载系统释放瞬间,触发测量系统开始测量,并将测量的信息传输到控制系统进行处理;加热区由长方体加热区外壳和上下两段半圆状电阻丝加热区域组成;加热区外壳为不锈钢材料,将电阻丝加热区域包在其中,有利于加热过程中热量集中在加热区内;为了观察钢管内的试样,加热区外壳两侧开洞;电阻丝加热区域通过螺栓固定在加热区外壳中,并将钢管上下包住;电阻丝加热区域覆盖钢管内含试样的部分,保证对钢管内的试样进行均匀加热,电阻丝材料为Cr20Ni80;加热区由加温系统控制工作,根据实验要求,通过调节仪表盘的参数即可改变电阻丝的输入电流和输出功率,实现不同的加热温度和加热速率。
2.根据权利要求1所述的一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:加载系统由一个发射器和铜制子弹组成;发射器内部为一个弹簧弹射装置,通过对弹簧弹射装置进行通电,弹簧弹射装置一侧挡板会产生磁力向左侧吸引从而压缩中间的弹簧,控制系统断电,弹簧弹射装置一侧挡板失去磁力,弹簧瞬间释放,会产生一个冲击力将子弹弹出,从而撞击试样产生应力波。
3.根据权利要求1所述的一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:加温系统由钢管、加热区、加温系统外壳和底座、保温隔热层和隔热塞组成;钢管穿过加热区并通过松紧螺栓固定在加温系统外壳的固定支架上,加热区通过螺栓固定在加温系统的底座上;在加温系统外壳部和加热区外壳之间为保温隔热层,全部填充保温隔热材料。
4.根据权利要求3所述的一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:试样放置在钢管中,并将试样置于钢管内的中间区域;钢管内部焊装有两个固定滑片,使试样在加载后可以在钢管内自由滑动;钢管两侧的中间部位分别有一个槽洞,通过钢管两侧中间位置留出的槽洞观测内部的试样,钢管材料为2520钢;钢管的两个端口并不是封闭的,一个端口与加载系统连接,另一个是用来放入试样的入口。
5.根据权利要求3所述的一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:加温系统底座和外壳起到支撑和包裹加温系统主体的作用,材料为不锈钢;两侧的固定支架固定钢管,通过拧紧膨胀螺栓使钢管和加温系统外壳成为一个整体;加温系统在钢管两侧槽洞区域处是贯通的,即从加温系统的两侧直接看到钢管内槽洞区域处的试样,便于高速摄像机对试样进行拍摄;仪表盘焊接在加温系统的外壳上。
6.根据权利要求3所述的一种传统加热下实时高温环境中应力波传播测试系统,其特征在于:隔热塞长度与保温隔热层厚度相同,对试样加...
【专利技术属性】
技术研发人员:范立峰,杨开超,席岩,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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