专利名称：多孔材料多轴静水压试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多孔材料多轴静水压试验装置，具体涉及一种多 孔材料多轴静水压加载及应力应变测量装置。
背景技术：
多孔材料具有优异的结构和功能特性，多轴静水压试验是测量多 孔材料力学性能及本构关系的重要途径，由于高液压环境下的加载及 测量存在诸多技术难点，如高液压环境下的应力应变如何测量，压力 效应对测量设备的影响如何消除，测量设备的引线连接及密封如何解 决，以及多孔材料试件如何密封等，目前国内外尚无一种成熟通用的 多孔材料多轴静水压试验装置。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术难点，提供一种通用的多孔材料 多轴静水压试验装置。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为多孔材料多轴静
水压试验装置，包括一通过加力活塞10给多孔材料试件33施加轴向
载荷的材料试验机， 一提供静水压的外部液压源，液压介质为变压器
油，通过液压腔室1侧壁的进油孔32输入液压腔室1内； 一布置在
液压腔室1内部的测量多孔材料试件承受的轴向载荷的载荷传感器
13; —安装在多孔材料试件密封装置11两端的测量试件轴向变形的 轴向引伸计17;载荷传感器13和轴向引伸计17采用惠斯通全桥结构，载荷传感器13和轴向引伸计17的桥路供电和输出引线连接至液
压腔室l内部的引线转接板20，内部引线转接板20与外部引线连接 板24通过埋藏在液压腔室1底部阶梯形引线孔内的漆包线束21互 连，引线孔用环氧树脂密封固化。
载荷传感器13为剪切轮辐式传感器。
轴向引伸计17为半圆环形弹簧片。
多孔材料试件密封装置11的结构形式是，多孔材料试件33外表 面用铜箔34包裹，外套热縮管35，两端通过楔形装置和聚四氟乙烯 梯形防水垫圈密封。
通过控制材料试验机的轴向载荷和外部液压源的液压即可实现 多轴静水压比例或非比例加载；载荷传感器和轴向引伸计采用惠斯通 全桥结构，可消除高液压对应变计造成的压力效应误差，换算可得到 试件多轴静水压试验的应力应变曲线。
图1为本发明的结构原理图。
图2为本发明的多孔材料试件密封装置结构原理图。 图3为本发明的轴向引伸计贴片的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参照图l，本发明包括液压腔室l，上盖2，液压腔室1和上盖2 通过螺栓3连接，上盖2上部安装防尘盖5，上盖2和防尘盖5开有排气孔8，排气孔8通过螺栓7和垫圈9密封，轴向载荷活塞杆4和 上盖2之间的间隙用标准组合件6密封，多孔材料试件密封装置11 放置在载荷传感器承载台12和加力活塞10之间，载荷传感器13用 螺栓14安装在下底板15上，下底板15用螺栓16安装在液压腔室1 的内壁底部，轴向引伸计17两端用螺钉18固定在多孔材料试件密封 装置11两端，载荷传感器13和轴向引伸计17供电和信号输出线通 过下底板引线槽19连接到内部引线转接板20上表面，内部引线连接 板20下表面连接直径0.3mm的漆包线束21，漆包线束21穿过引线 阶梯孔5mm段22和2mm段23连接到外部引线连接板24上表面， 引线孔用高强度环氧树脂填充密封，外部引线从连接板24下表面引 出，通过底部引线孔25和底部引线槽27及侧边引线槽26引出。活 塞杆顶部螺纹端29连接通用材料试验机上转接夹头28，液压腔底部 螺纹端30连接通用材料试验机下转接头31，静水压由外部液压源提 供，液压介质通过液压腔室1侧壁的进油孔32输入液压腔室1内。 通过控制材料试验机的轴向载荷和液压即可实现多轴静水压比例或 非比例加载。
参照图2，多孔材料试件33外表面用厚度0.05mm的铜箔34包 裹，楔形密封装置公头36卡住试件两端，外套热縮管35，加热烘烤 后热縮管35收縮包裹在多孔材料试件33和楔形密封装置公头36表 面，楔形密封装置公头36和母头37用埋头螺钉39连接，中间用聚 四氟乙烯梯形防水垫圈38密封。
参照图3，轴向引伸计17为半圆环形弹簧片，顶部上下表面40、41分别贴有两片应变计42、 43和44、 45，四片应变计42、 43、 44、 45组成惠斯通全桥。顶部上表面40的应变计42、 43的引线端42+、 42-、 43+、 43-依次接到接线端子46的a、 b、 c、 d端上，顶部下表面 41的应变计44、 45的引线端44+、 44-、 45+、 45-依次接到接线端子 47的e、 f、 g、 h端上，应变计42的42-端接应变计44的44-端，应 变计44的44+端接应变计43的43+端，应变计43的43-端接应变计 45的45+端，应变计45的45-端接应变计42的42+端，接线端子46 的a端为顶部上表面40处惠斯通电桥供电正极，c端为电桥供负极， b端为电桥输出信号正极，d端为电桥输出信号负极，接线端子47的 e端为顶部下表面41处惠斯通电桥供电正极，g端为电桥供负极，f 端为电桥输出信号正极，h端为电桥输出信号负极。
本发明的工作原理是多孔材料试件用厚度0.05mm的铜箔34 包裹，外套热縮管35，两端用楔形密封装置公头36，母头37和聚四 氟乙烯梯形防水垫圈38密封。多轴加载静水压试验的轴向载荷由材 料试验机通过加力活塞10施加给多孔材料试件33，静水压由外部液 压源提供，液压介质为变压器油，通过控制试验机的轴向载荷和液压 即可实现多轴静水压比例或非比例加载。多孔材料试件33承受的轴 向载荷通过液压腔室内部的剪切轮辐式载荷传感器13测量，多孔材 料试件33受压产生的轴向变形传递给轴向引伸计17使其变形，引伸 计上下表面所贴的应变计感受贴片位置的应变通过惠斯通电桥输出。 通过测量载荷传感器和轴向引伸计惠斯通电桥的输出即可换算出多 孔材料试件33的轴向应力和应变。
权利要求
1、多孔材料多轴静水压试验装置，包括一通过加力活塞(10)给多孔材料试件(33)施加轴向载荷的材料试验机，一提供静水压的外部液压源，液压介质通过液压腔室(1)侧壁的进油孔(32)输入液压腔室(1)内；其特征在于，还包括一布置在液压腔室(1)内部的测量多孔材料试件承受的轴向载荷的载荷传感器(13)；一安装在多孔材料试件密封装置(11)两端的测量试件轴向变形的轴向引伸计(17)；载荷传感器(13)和轴向引伸计(17)采用惠斯通全桥结构；载荷传感器(13)和轴向引伸计(17)的桥路供电和输出引线连接至液压腔室(1)内部的引线转接板(20)，引线转接板(20)通过埋藏在液压腔室(1)底部阶梯形引线孔内的漆包线束(21)互连，引线孔用环氧树脂密封固化。
2、 根据权利要求1所述的多孔材料多轴静水压试验装置，其特 征在于，载荷传感器(13)为剪切轮辐式传感器。
3、 根据权利要求1所述的多孔材料多轴静水压试验装置，其特 征在于，轴向引伸计(17)为半圆环形弹簧片。
4、 根据权利要求1所述的多孔材料多轴静水压试验装置，其特 征在于，多孔材料试件密封装置(11)的结构是，多孔材料试件(33) 外表面用铜箔(34)包裹，外套热縮管(35)，两端通过楔形装置和聚 四氟乙烯梯形防水垫圈(38)密封。
5、 多孔材料多轴静水压试验装置，其特征在于，包括液压腔室(1)，上盖(2)，液压腔室(1)和上盖(2)通过螺栓(3)连接， 上盖(2)上部安装防尘盖(5)，上盖(2)和防尘盖(5)开有排气 孔(8)，排气孔(8)通过螺栓(7)和垫圈(9)密封，轴向载荷活 塞杆(4)和上盖(2)之间的间隙用标准组合件(6)密封，多孔材 料试件密封装置(11)放置在载荷传感器承载台(12)和加力活塞(10) 之间，载荷传感器(13)用螺栓(14)安装在下底板(15)上，下底 板(15)用螺栓(16)安装在液压腔室内壁底部，轴向引伸计(17) 两端用螺钉(18)固定在多孔材料试件密封装置(11)上，载荷传感 器(13)和轴向引伸计(17)供电和信号输出线通过下底板引线槽(19) 连接到内部引线转接板(20)上表面，内部引线连接板(20)下表面 连接直径0.3mm的漆包线束(21)，漆包线束穿过引线阶梯孔5mm 段(22)和2mm段(23)连接到外部引线连接板(24)上表面，引 线孔用高强度环氧树脂填充密封，外部引线从连接板(24)下表面引 出，通过底部引线孔(25)和底部引线槽(27)及侧边引线槽(26) 引出，活塞杆顶部螺纹端(29 )连接通用材料试验机上转接夹头(28 )， 液压腔底部螺纹端(30)连接通用材料试验机下转接头(31)，静水 压由外部液压源提供，液压介质为变压器油，通过液压腔室侧壁的进 油孔(32)输入液压腔室内。
6、 根据权利要求1所述的多孔材料多轴静水压试验装置，其特 征在于，多孔材料试件(33)外表面用厚度0.05mm的铜箔(34)包 裹，楔形密封装置公头(36)卡住试件两端，外套热縮管(35)，加热烘烤后热縮管(35)收縮包裹在多孔材料试件(33)和楔形密封装 置公头(36)表面，楔形密封装置公头(36)和母头(37)用埋头螺 钉(39)连接，中间用聚四氟乙烯梯形防水垫圈(38)密封。
7、根据权利要求1所述的多孔材料多轴静水压试验装置，其特 征在于，轴向引伸计(17)为半圆环形弹簧片，顶部上下表面(40)、(41)分别贴有两片应变计(42)、 (43)和(44)、 (45)，四片应变 计(42)、 (43)、 (44)、 (45)组成惠斯通全桥。顶部上表面(40)的 应变计(42)、 (43)的引线端42+、 42-、 43+、 43-依次接到接线端子(46)的a、 b、 c、 d端上，顶部下表面(41)的应变计(44)、 (45) 的引线端44+、 44-、 45+、 45-依次接到接线端子(47)的e、 f、 g、 h 端上，应变计(42)的42-端接应变计(44)的44-端，应变计(44) 的44+端接应变计(43)的43+端，应变计(43)的43-端接应变计 45的45+端，应变计(45)的45-端接应变计(42)的42+端，接线 端子(46)的a端为顶部上表面(40)处惠斯通电桥供电正极，c端 为电桥供负极，b端为电桥输出信号正极，d端为电桥输出信号负极， 接线端子(47)的e端为顶部下表面(41)处惠斯通电桥供电正极， g端为电桥供负极，f端为电桥输出信号正极，h端为电桥输出信号负 极。
全文摘要
本发明公开了一种多孔材料多轴静水压试验装置，多轴加载静水压试验的轴向载荷由材料试验机通过加力活塞施加给多孔材料试件，静水压由外部液压源提供，多孔材料试件承受的轴向载荷通过液压腔室内部的剪切轮辐式载荷传感器测量；多孔材料试件轴向变形通过安装在试件密封装置两端的轴向引伸计测量，轴向引伸计为半圆环形弹簧片，载荷传感器和轴向引伸计采用惠斯通全桥结构，可消除高液压对应变计造成的压力效应误差，测量载荷传感器和轴向引伸计惠斯通电桥的输出即可换算得到多孔材料试件多轴静水压试验的应力应变曲线；可用于不同种类的多孔材料及实体材料多轴静水压试验。
文档编号G01N3/12GK101446531SQ200810236530
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者勃 冯, 卢天健, 徐明龙, 陈常青, 陈振茂 申请人:西安交通大学