CN109612827A - 一种用于多轴加载试验的装置及方法 - Google Patents

一种用于多轴加载试验的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109612827A
CN109612827A CN201811344324.1A CN201811344324A CN109612827A CN 109612827 A CN109612827 A CN 109612827A CN 201811344324 A CN201811344324 A CN 201811344324A CN 109612827 A CN109612827 A CN 109612827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
collet
compression
tensile loads
loaded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811344324.1A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡登安
徐澧明
陆方舟
周光明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201811344324.1A priority Critical patent/CN109612827A/zh
Publication of CN109612827A publication Critical patent/CN109612827A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于多轴加载试验的装置及方法，装置包含两个拉伸加载夹头、两个压缩加载夹头、两个连杆支座、两个连杆支座加载臂以及第一至第八连杆；一个连杆支座通过铰支座分别和第一至第四连杆的一端铰接，另一个连杆支座通过铰支座分别和第五至第八连杆的一端铰接，第一至第四连杆的另一端、第五至第八连杆的另一端均通过铰支座分别和两个拉伸加载夹头、两个压缩加载夹头一一对应铰接；两个连杆支座加载臂的一端分别和两个连杆支座对应固连，另一端均设有用于和待检测试验件固连的压头。本发明设备构造简单，便于维护，能够方便的配合单轴加载试验机实现多轴加载试验，降低试验成本。

Description

一种用于多轴加载试验的装置及方法
技术领域
本发明涉及复杂载荷测试领域，尤其涉及一种用于多轴加载试验的装置及方法。
背景技术
工程结构在服役过程中多承受复杂应力状态。因此，对结构材料的强度特性，特别是多轴应力状态下的破坏特性的研究也越发必要，以保证结构在使用中的安全。
由于多轴加载的难度和复杂程度均较高，目前的多轴加载设备或装置实际上大多仅能实现双轴加载。现有的多轴加载设备一般分为两大类：（1）利用单轴加载系统构成的多轴加载设备；（2）利用两个或多个加载系统构成的多轴加载设备。第一类装置主要利用一定的机械结构实现双轴加载，如发明专利“拉伸比例可调式双轴拉伸夹具”（申请号：201510586604.3）和发明专利“用于材料双轴拉-压加载试验的装置及方法”（申请号：201710131470.5），但该类装置只能实现双轴拉伸和双轴拉-压加载，且各类连接结构较多，实际实现较为复杂；发明专利“用于材料双轴拉伸试验的加载装置及方法”（申请号：201410536501.1）和发明专利“用于材料双轴压缩试验的加载装置及方法”（申请号：201410536931.3）虽然结构简单、容易实现，但该类装置仅能单独实现固定载荷比例的双轴拉伸和双轴压缩加载。第二类装置由两个或多个加载系统独立实现，如发明专利“一种双轴拉伸测试装置”（申请号：201510005909.0）和发明专利“多轴疲劳试验机”（申请号：201410355547.3），这类试验装置较容易实现任意比例双轴加载试验，但由于试验设备构造复杂，成本较高，而且对控制系统的要求较高，因而该方法的应用在一定程度上受到了限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种用于多轴加载试验的装置及方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种用于多轴加载试验的装置，包含第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头、第一连杆支座、第二连杆支座、第一连杆支座加载臂、第二连杆支座加载臂、以及第一至第八连杆；
所述第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机拉伸夹头；
所述第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机压缩夹头；
所述第一连杆支座、第二连杆支座相对设置；
所述第一连杆支座通过铰支座分别和第一至第四连杆的一端铰接，第一至第四连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头一一对应铰接；
所述第二连杆支座通过铰支座分别和第五至第八连杆的一端铰接，第五至第八连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头一一对应铰接；
所述第一连杆支座加载臂、第二连杆支座加载臂的一端分别和第一连杆支座、第二连杆支座对应固连，另一端均设有用于和待检测试验件固连的压头。
对于第一至第八连杆的长度，视待检测试验件的结构进行选择。
作为本发明一种用于多轴加载试验的装置进一步的优化方案，所述第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头均采用螺栓和待检测试验件进行固连。
作为本发明一种用于多轴加载试验的装置进一步的优化方案，所述第一连杆支座加载臂、第二连杆支座加载臂的压头均采用胶连的方式和待检测试验件进行固连。
本发明还公开了一种该用于多轴加载试验的装置的多轴加载方法，包括以下步骤：
步骤1），将待检测试验件放置在第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头之间，并通过螺栓将其和第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头、第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头紧固；
步骤2），需要进行拉伸加载时，将第一拉伸加载夹头、第二拉伸加载夹头装夹在单轴加载试验机上；
步骤3），需要进行压缩加载时，将第一压缩加载夹头、第二压缩加载夹头装夹在单轴加载试验机上；
步骤4），需要进行多轴加载时：
步骤4.1），将第一连杆支座加载臂、第二连杆支座加载臂的压头对准待检测试验件中中心并和其固连；
步骤4.2），对待检测试验件进行拉伸加载或者压缩加载。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、装置构造简单，便于加工及维护，能够方便的完成试验任务；
2、能够方便调节多轴加载比例；
3、能够在单轴试验机上实现多轴加载试验，试验成本较低；
4、载荷传递及分配均匀，具有足够的多轴加载精度。
附图说明
图1为本发明在十字型试验件上加载时的结构示意图；
图2为本发明在十字型试验件上工作时单轴拉伸加载示意图；
图3为本发明在十字型试验件上工作时单轴压缩加载示意图。
图中，1.1-第一拉伸加载夹头、1.2-第二拉伸加载夹头、2.1-第一压缩加载夹头、2.2-第二压缩加载夹头、3.1-第一连杆支座、3.2-第二连杆支座、4.1-第一连杆支座加载臂、4.2-第二连杆支座加载臂，5-待检测的十字型试验件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，本发明公开了一种用于多轴加载试验的装置，包含第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2、第一连杆支座3.1、第二连杆支座3.2、第一连杆支座加载臂4.1、第二连杆支座加载臂4.2、以及第一至第八连杆；
第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机拉伸夹头；
第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机压缩夹头；
第一连杆支座3.1、第二连杆支座3.2相对设置；
第一连杆支座3.1通过铰支座分别和第一至第四连杆的一端铰接，第一至第四连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2一一对应铰接；
第二连杆支座3.2通过铰支座分别和第五至第八连杆的一端铰接，第五至第八连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2一一对应铰接；
第一连杆支座加载臂4.1、第二连杆支座加载臂4.2的一端分别和第一连杆支座3.1、第二连杆支座3.2对应固连，另一端均设有用于和待检测试验件固连的压头。
对于第一至第八连杆的长度，视待检测试验件的结构进行选择。
作为本发明一种用于多轴加载试验的装置进一步的优化方案，第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2均采用螺栓和待检测试验件进行固连。
作为本发明一种用于多轴加载试验的装置进一步的优化方案，第一连杆支座加载臂4.1、第二连杆支座加载臂4.2的压头均采用胶连的方式和待检测试验件进行固连。
本发明还公开了一种该用于多轴加载试验的装置的多轴加载方法，包括以下步骤：
步骤1），将待检测试验件放置在第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2之间，并通过螺栓将其和第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2、第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2紧固；
步骤2），需要进行拉伸加载时，将第一拉伸加载夹头1.1、第二拉伸加载夹头1.2装夹在单轴加载试验机上；
步骤3），需要进行压缩加载时，将第一压缩加载夹头2.1、第二压缩加载夹头2.2装夹在单轴加载试验机上；
步骤4），需要进行多轴加载时：
步骤4.1），将第一连杆支座加载臂4.1、第二连杆支座加载臂4.2的压头对准待检测试验件中中心并和其固连；
步骤4.2），对待检测试验件进行拉伸加载或者压缩加载。
本发明可以通过拉伸加载夹头或压缩加载夹头安装在单轴加载试验机上，单轴试验机在垂直方向上进行拉伸或压缩加载。
如图2所示，单轴试验机在垂直方向上进行拉伸加载时，十字型试验件在面内受到双向拉伸载荷，两侧的连杆支座向内侧移动，连杆支座加载臂随之向内侧移动，从而对十字型试验件厚度方向施加压缩载荷，以此实现对十字型试验件的多轴（拉-拉-压）加载。
如图3所示，单轴试验机在垂直方向上进行压缩加载时，十字型试验件在面内受到双向压缩载荷，两侧的连杆支座向外侧移动，连杆支座加载臂随之向外侧移动，从而对十字型试验件厚度方向施加拉伸载荷，以此实现对十字型试验件的多轴（压-压-拉）加载。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于多轴加载试验的装置，其特征在于，包含第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）、第一连杆支座（3.1）、第二连杆支座（3.2）、第一连杆支座加载臂（4.1）、第二连杆支座加载臂（4.2）、以及第一至第八连杆；
所述第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机拉伸夹头；
所述第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）相对设置，用于固定在待检测试验件上、连接单轴加载试验机压缩夹头；
所述第一连杆支座（3.1）、第二连杆支座（3.2）相对设置；
所述第一连杆支座（3.1）通过铰支座分别和第一至第四连杆的一端铰接，第一至第四连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）一一对应铰接；
所述第二连杆支座（3.2）通过铰支座分别和第五至第八连杆的一端铰接，第五至第八连杆的另一端通过铰支座分别和第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）一一对应铰接；
所述第一连杆支座加载臂（4.1）、第二连杆支座加载臂（4.2）的一端分别和第一连杆支座（3.1）、第二连杆支座（3.2）对应固连，另一端均设有用于和待检测试验件固连的压头。
对于第一至第八连杆的长度，视待检测试验件的结构进行选择。
2.根据权利要求1所述的用于多轴加载试验的装置，其特征在于，所述第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）均采用螺栓和待检测试验件进行固连。
3.根据权利要求1所述的用于多轴加载试验的装置，其特征在于，所述第一连杆支座加载臂（4.1）、第二连杆支座加载臂（4.2）的压头均采用胶连的方式和待检测试验件进行固连。
4.基于权利要求1所述的用于多轴加载试验的装置的多轴加载方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1），将待检测试验件放置在第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）之间，并通过螺栓将其和第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）、第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）紧固；
步骤2），需要进行拉伸加载时，将第一拉伸加载夹头（1.1）、第二拉伸加载夹头（1.2）装夹在单轴加载试验机上；
步骤3），需要进行压缩加载时，将第一压缩加载夹头（2.1）、第二压缩加载夹头（2.2）装夹在单轴加载试验机上；
步骤4），需要进行多轴加载时：
步骤4.1），将第一连杆支座加载臂（4.1）、第二连杆支座加载臂（4.2）的压头对准待检测试验件中中心并和其固连；
步骤4.2），对待检测试验件进行拉伸加载或者压缩加载。
CN201811344324.1A 2018-11-13 2018-11-13 一种用于多轴加载试验的装置及方法 Pending CN109612827A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811344324.1A CN109612827A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 一种用于多轴加载试验的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811344324.1A CN109612827A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 一种用于多轴加载试验的装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109612827A true CN109612827A (zh) 2019-04-12

Family

ID=66004161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811344324.1A Pending CN109612827A (zh) 2018-11-13 2018-11-13 一种用于多轴加载试验的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109612827A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87205653U (zh) * 1987-03-28 1987-12-02 华南工学院 机械式双向拉伸试验仪
SU1499170A1 (ru) * 1987-06-18 1989-08-07 Научно-Исследовательский Институт Проблем Машиностроения При Мвту Им.Н.Э.Баумана Устройство дл трехосного нагружени образца нагрузками одного знака
US6860156B1 (en) * 2004-05-24 2005-03-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Combined in-plane shear and multi-axial tension or compression testing apparatus
US7204160B1 (en) * 2004-05-24 2007-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Biaxial and shear testing apparatus with force controls
CN102928295A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 北京理工大学 小型自对心单向加载双轴拉压试验装置
CN202903603U (zh) * 2012-11-07 2013-04-24 北京理工大学 小型自对心单向加载双轴拉压试验装置
EP2944941A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-18 Shimadzu Corporation Material testing machine
CN105865920A (zh) * 2016-05-09 2016-08-17 中国工程物理研究院总体工程研究所 用于多胞材料的四向等载加力装置
CN106896028A (zh) * 2017-02-28 2017-06-27 天津工业大学 三维织物剪切、双轴向拉伸试验装置及方法
CN106932274A (zh) * 2017-03-07 2017-07-07 南京航空航天大学 用于材料双轴拉‑压加载试验的装置及方法
CN107389440A (zh) * 2017-06-29 2017-11-24 中车长春轨道客车股份有限公司 一种双轴疲劳试验夹具
CN107941598A (zh) * 2017-12-07 2018-04-20 中国商用飞机有限责任公司 双向拉伸加载装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87205653U (zh) * 1987-03-28 1987-12-02 华南工学院 机械式双向拉伸试验仪
SU1499170A1 (ru) * 1987-06-18 1989-08-07 Научно-Исследовательский Институт Проблем Машиностроения При Мвту Им.Н.Э.Баумана Устройство дл трехосного нагружени образца нагрузками одного знака
US6860156B1 (en) * 2004-05-24 2005-03-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Combined in-plane shear and multi-axial tension or compression testing apparatus
US7051600B1 (en) * 2004-05-24 2006-05-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Triaxial tension compression, shear testing apparatus
US7204160B1 (en) * 2004-05-24 2007-04-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Biaxial and shear testing apparatus with force controls
CN102928295A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 北京理工大学 小型自对心单向加载双轴拉压试验装置
CN202903603U (zh) * 2012-11-07 2013-04-24 北京理工大学 小型自对心单向加载双轴拉压试验装置
EP2944941A1 (en) * 2014-05-13 2015-11-18 Shimadzu Corporation Material testing machine
CN105865920A (zh) * 2016-05-09 2016-08-17 中国工程物理研究院总体工程研究所 用于多胞材料的四向等载加力装置
CN106896028A (zh) * 2017-02-28 2017-06-27 天津工业大学 三维织物剪切、双轴向拉伸试验装置及方法
CN106932274A (zh) * 2017-03-07 2017-07-07 南京航空航天大学 用于材料双轴拉‑压加载试验的装置及方法
CN107389440A (zh) * 2017-06-29 2017-11-24 中车长春轨道客车股份有限公司 一种双轴疲劳试验夹具
CN107941598A (zh) * 2017-12-07 2018-04-20 中国商用飞机有限责任公司 双向拉伸加载装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104697854B (zh) 预贮能式霍普金森扭杆液压环抱式锁紧与释放装置
CN108548716B (zh) 一种圆棒试件高温拉压疲劳试验夹具及试验方法
CN103471843B (zh) 一种拉弯多轴疲劳试验机构
CN107290231B (zh) 材料性能测试用扭转设备
CN109668716B (zh) 一种具有模拟抖振和施加准静态载荷功能的试验装置
CN102353578B (zh) 一种用于进行材料双向加载试验的试验装置
CN107179183B (zh) 球铰三向加载疲劳试验装置
CN106932274A (zh) 用于材料双轴拉‑压加载试验的装置及方法
CN110044690B (zh) 用于高温低频复杂载荷加载测试的试样夹持装置及方法
CN109870368B (zh) 一种扭转试验装置及方法
CN103604699A (zh) 一种双向拉伸试验的加载方法
CN106896028A (zh) 三维织物剪切、双轴向拉伸试验装置及方法
CN105388014A (zh) 一种大推力双摆发动机推力模拟试验装置
CN109612827A (zh) 一种用于多轴加载试验的装置及方法
JPS597245A (ja) 負荷連結部に予荷重を加える装置
CN104655486B (zh) 管状试样恒变形应力腐蚀试验夹具
CN210136133U (zh) 用于高温低频复杂载荷加载测试的试样夹持装置
CN209878471U (zh) 用于高温高频复杂载荷加载测试的试样夹持装置
CN111999172B (zh) 用于铆钉复合加载试验的试验夹具、装置及方法
CN204142576U (zh) 用于材料双轴拉伸试验的加载装置
CN206945455U (zh) 一种特定预紧力下的单个螺栓疲劳试验装置
CN112595594A (zh) 一种可实时观测的多比例双向拉伸材料测试装置及其方法
CN110057689A (zh) 一种织物材料的剪切测试机构
CN206286771U (zh) 一种仪表盘支架夹具
CN110687043A (zh) 一种适用于织物类膜材纱线抽出性能的测试装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190412