本发明专利技术公开一种双轴受压加载试验装置及使用方法，包括龙门架、竖向加载模块、水平加载模块、竖向反力模块、水平反力模块、测试模块、数据处理系统；数据处理系统控制液压模组驱动水平向伺服作动器和竖直向伺服作动器运动，并接收和处理第一压力传感器和第二压力传感器输出的信息。将试件放在反力台座上，一面紧靠水平反力加载头，将竖直加载块放置在试件上表面中间位置。首先控制液压模组对试件进行预加载，预压力可通过数据处理系统实时监控，待达到预设值时，停止加载，将伺服作动器示数调零，确保加载头与试件紧密接触。然后按照预先的试验计划进行双轴加载试验，同时使用高速摄影仪对试验全程进行图像采集。对试验全程进行图像采集。对试验全程进行图像采集。
【技术实现步骤摘要】
一种双轴受压加载试验装置及使用方法
[0001]本专利技术属于复合材料复杂载荷测试
，具体涉及一种双轴受压加载试验装置及使用方法。
技术介绍
[0002]在诸如高层建筑、隧道、桥梁等实际工程的应用中，混凝土结构常因处于复杂应力作用状态而导致结构破坏，与单轴加载相比，此时材料的损伤和失效机制更为复杂，双轴应力状态下混凝土的强度变形特性也与单轴应力状态下显著不同，所以在工程设计中需要保证结构的多轴承载能力，以防止结构失效。通过试验来研究混凝土在双轴受压状态下的力学性能，对于混凝土结构的非线性分析和相关结构设计规范的制定有着重要的理论研究价值和工程实际意义。目前对于混凝土双轴加载试验的试验方法及装置较为欠缺，相关的研究成果也十分匮乏，极大地制约了复合材料复杂载荷测试领域的发展。本专利技术针对现有双轴加载装置的缺陷，充分利用实验室现有条件，对已有装置进行组合，并加以改装，使其能够解决材料的大荷载要求以及角度调节问题的同时，更加简便实用。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双轴受压加载试验装置及使用方法的技术方案。该装置通过连接大型伺服作动器控制加载，满足了高强试件双轴受压试验的荷载要求。同时，在设计时考虑了角度调节问题并进行解决，形成可调整位置的加载头，方便加载。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种双轴受压加载试验装置，包括龙门架、竖向加载模块、水平加载模块、竖向反力模块、水平反力模块、测试模块、数据处理系统；
[0006]龙门架，通过锚栓固定于地面，包括横梁、第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆内侧通过连接件与水平加载模块连接；
[0007]竖向加载模块，连接于龙门架横梁底面，包括在竖直方向用以对试件施加竖直方向荷载的竖直向伺服作动器及与竖直向伺服作动器相连接的竖直加载头；
[0008]水平加载模块，一端连接于第一竖杆内侧，所述水平加载模块包括在水平方向用以对试件施加水平方向荷载的水平向伺服作动器及与其相连的水平加载头；
[0009]竖向反力模块，位于竖向加载模块正下方，其用于在加载时在竖直方向提供反力，通过锚栓固定于地面；
[0010]水平反力模块，与水平加载模块正对，通过螺栓连接于远离水平加载模块一侧的第二竖杆上，用于连接水平反力加载头对试件施加反力；
[0011]测试模块，与数据处理系统连接，包括力测量系统及位移测量系统，所述力测量系统包括连接于竖直向伺服作动器内的第一压力传感器、水平向伺服作动器内的第二压力传感器和液压模组，所述液压模组连接并控制水平向伺服作动器和竖直向伺服作动器，所述
位移测量系统使用高速摄影仪进行图像采集后将数据导入数据处理系统的视频测量系统导出应变图；
[0012]数据处理系统，第一压力传感器、第二压力传感器、液压模组和数据处理系统连接，数据处理系统控制液压模组驱动水平向伺服作动器和竖直向伺服作动器运动，并接收和处理第一压力传感器和第二压力传感器输出的信息。
[0013]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖向加载模块中的竖直向伺服作动器与水平加载模块中的水平向伺服作动器均通过球铰与水平加载头、竖直加载头连接，可通过球铰进行转动调整，方便在加载时调节角度。
[0014]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述水平加载头以及水平反力加载头均制作成梯形。
[0015]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述水平向伺服作动器中部通过手拉葫芦与龙门架横梁连接，通过手拉葫芦能调节水平向伺服作动器的高度。
[0016]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖向加载模块还包括竖直加载块，竖直加载块与竖直加载头能分离开。
[0017]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，竖直向伺服作动器通过信号线一与力测量系统连接，并通过第一压力传感器将数据传递给数据处理系统，竖向加载时竖直向伺服作动器施加轴向压力并经由第一压力传感器传递至竖直加载头上，再由竖直加载头传递至竖直加载块上，水平向伺服作动器通过信号线二与力测量系统连接，并通过第二压力传感器将数据传递给数据处理系统，水平加载时水平向伺服作动器施加水平压力并经由第二压力传感器传递至水平加载头上。
[0018]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖向反力模块包括竖向支撑与反力台座，竖向支撑为倒T型，两侧连接有三角斜撑来确保结构的稳定性，通过螺栓与地面连接，反力台座通过螺栓连接在竖向支撑顶部。
[0019]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，水平反力模块包括反力支架、支撑架、水平反力加载头以及反力斜撑，反力支架的一侧连接在龙门架的竖杆内侧，分别通过螺栓与龙门架以及地面连接，支撑架连接在反力支架另一侧，支撑架远离反力支架的一侧连接水平反力加载头，反力斜撑连接在第二竖杆外侧。
[0020]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述第一竖杆和第二竖杆从上到下开有多组螺栓孔，以调节水平加载模块和水平反力模块的高度。
[0021]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述反力斜撑包括斜杆和底座，斜杆底部与底座铰接，斜杆顶部通过螺栓与第二竖杆外侧连接，底座通过螺栓与地面连接。斜杆底部与底座铰接以保证反力斜撑能随水平反力模块位置的变化而调节。
[0022]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述视频测量系统为DIC。
[0023]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖直加载头为面积大于试件面积的长方体块，与试件之间通过非连接式的竖直加载块进行接触。
[0024]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖直加载头、水平加载头、反力台座及水平反力加载头采用铬12钼钒特种钢制作，用以减小与试件接触面之间的变形。
[0025]优选地，上述的一种双轴受压加载试验装置，所述竖向加载模块与横梁轨道连接，使其能沿横梁左右滑动，从而方便对中。
[0026]上述的一种双轴受压加载试验装置的使用方法，包括：
[0027]将试件置于反力台座之上，紧靠水平反力加载头，然后将竖直加载块置于试件上方中央，调整水平加载头位置，使其能够与试件紧密接触；
[0028]然后通过力测量系统对试件进行预加载，确保各个模块对中且能正常运行，预加载完成后，按照预先的试验计划正式进行双轴受压试验，在试验过程中，通过第一压力传感器和第二压力传感器测量其所受到的压力，并对其加载过程全程拍摄录像，试验完成后，采用视频测量系统对采集的图像进行变形测量，得到完整的试验数据。
[0029]更具体地，上述的一种双轴受压加载试验装置的使用方法，包括：
[0030]将试件运用人工散斑法进行预处理，处理完成后将试件放置于指定位置，先对试件进行水平向预加载，确认试验装置的正常运行，在预加载完成后，按照预先的试验计划对水平向进行加载。加载至预定侧压力值后保持水平向压力不变，再将竖直加载块放置于试件中心进行对中，再对竖直方向进行预加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双轴受压加载试验装置，其特征在于，包括龙门架、竖向加载模块(1)、水平加载模块(2)、竖向反力模块(3)、水平反力模块(4)、测试模块、数据处理系统；龙门架，通过锚栓固定于地面，包括横梁、第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆内侧通过连接件(24)与水平加载模块(2)连接；竖向加载模块(1)，连接于龙门架横梁底面，包括在竖直方向用以对试件施加竖直方向荷载的竖直向伺服作动器(11)及与竖直向伺服作动器相连接的竖直加载头(13)；水平加载模块(2)，一端连接于第一竖杆内侧，所述水平加载模块(2)包括在水平方向用以对试件施加水平方向荷载的水平向伺服作动器(21)及与其相连的水平加载头(23)；竖向反力模块(3)，位于竖向加载模块(1)正下方，其用于在加载时在竖直方向提供反力，通过锚栓固定于地面；水平反力模块(4)，与水平加载模块(2)正对，通过螺栓连接于远离水平加载模块(2)一侧的第二竖杆上，用于连接水平反力加载头(43)对试件施加反力；测试模块，与数据处理系统连接，包括力测量系统及位移测量系统，所述力测量系统包括连接于竖直向伺服作动器(11)内的第一压力传感器(12)、水平向伺服作动器(21)内的第二压力传感器(22)和液压模组，所述液压模组连接并控制水平向伺服作动器(21)和竖直向伺服作动器(11)，所述位移测量系统使用高速摄影仪进行图像采集后将数据导入数据处理系统的视频测量系统导出应变图；数据处理系统，第一压力传感器(12)、第二压力传感器(22)、液压模组和数据处理系统连接，数据处理系统控制液压模组驱动水平向伺服作动器(21)和竖直向伺服作动器(11)运动，并接收和处理第一压力传感器(12)和第二压力传感器(22)输出的信息。2.根据权利要求1所述的一种双轴受压加载试验装置，其特征在于，所述竖向加载模块(1)中的竖直向伺服作动器(11)与水平加载模块(2)中的水平向伺服作动器(21)均通过球铰与水平加载头、竖直加载头连接。3.根据权利要求2所述的一种双轴受压加载试验装置，其特征在于，所述水平加载头以及水平反力加载头(43)均制作成梯形。4.根据权利要求1所述的一种双轴受压加载试验装置，其特征在于，所述水平向伺服作动器(21)中部通过手拉葫芦与龙门架横梁连接，通过手拉葫芦能调节水平向伺服作动器(21)的高度。5.根据权利要求1所述的一种双轴受压加载...
【专利技术属性】
技术研发人员：池寅，邬毅文，任重德，徐礼华，黄乐，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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