一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机及实验方法

文档序号:35072993发布日期:2023-08-09 15:53阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,包括:实验平台(32)、计算机、电磁加载组件和用于将圆柱形待测岩石(a)固定在实验平台(32)上的固定组件;

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述实验平台(32)上端面设有固定圆台(33);所述固定圆台(33)的下端与实验平台(32)连接,固定圆台(33)的上端圆心处设有连接螺栓(331);所述固定组件包括第一固定铁片(34)和第二垫片(35);所述第二垫片(35)安装在圆柱形待测岩石(a)的上端;所述第一固定铁片(34)安装在圆柱形待测岩石(a)的下端,且第一固定铁片(34)的圆心处设有螺栓孔(341),所述螺栓孔(341)的内螺纹与连接螺栓(331)外螺纹构成螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,还包括竖直支撑平台;所述实验平台(32)安装在竖直支撑平台的底端;所述电磁加载组件包括圆柱铁芯(22)和激磁线圈(23);所述圆柱铁芯(22)竖直布置在实验平台(32)的上方,顶端与竖直连接杆(21)的下端固定连接;竖直连接杆(21)的上端与竖直支撑平台的顶部连接;所述激磁线圈(23)沿圆柱铁芯(22)的长度方向缠绕,且激磁线圈(23)与计算机电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述测量组件包括与计算机均电连接的径向位移传感器(41)、轴向位移传感器(42)和应力传感器(43);所述径向位移传感器(41)套装圆柱形待测岩石(a)上,并与圆柱形待测岩石(a)的表面紧密贴合;所述第一固定铁片(34)上端面设有连接孔(342);所述轴向位移传感器(42)的顶端与第二垫片(35)的下端面相抵靠,底端与连接孔(342)构成插接配合;所述应力传感器(43)安装在圆柱形待测岩石(a)的上端面,并位于第二垫片(35)与圆柱形待测岩石(a)的上端面之间。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述电磁加载组件还包括压头(24);所述压头(24)设置为圆台形,压头(24)上端面的直径与圆柱铁芯(22)的直径相同,压头(24)下端面的直径与圆柱形待测岩石(a)的直径相同。

6.根据权利要求4所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述轴向位移传感器(42)至少有两个,并对称布置在圆柱形待测岩石(a)的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述第二垫片(35)为强永磁铁垫片;所述第一固定铁片(34)和第二垫片(35)与圆柱形待测岩石(a)的连接处均采用环氧树脂粘贴。

8.根据权利要求7所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,还包括电磁防护壳(25)和拉压防护罩(31);所述电磁防护壳(25)套装在圆柱铁芯(22)外部,且电磁防护壳(25)的长度与圆柱铁芯(22)长度相同,并由高强度的绝缘材质制成;所述拉压防护罩(31)由透明材质构成,将固定在固定圆台(33)上的圆柱形待测岩石(a)罩在其中,且拉压防护罩(31)内径大于电磁防护壳(25)的外径。

9.根据权利要求8所述的一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,其特征在于,所述竖直支撑平台包括电机控制箱(11)、第一竖直支撑箱(12)和第二竖直支撑箱(15);所述电机控制箱(11)水平放置,电机控制箱(11)的上表面与实验平台(32)底端连接;所述第一竖直支撑箱(12)与电机控制箱(11)的一侧固定连接,且第一竖直支撑箱(12)内设有第一竖直丝杆(13);所述第二竖直支撑箱(15)安装在电机控制箱(11)的另一侧,且第二竖直支撑箱(15)内设有第二竖直丝杆(16);还包括横梁(14);所述横梁(14)的两端分别套设在第一竖直丝杆(13)和第二竖直丝杆(16)的杆身上,并与之构成螺纹螺杆传动;所述竖直连接杆(21)上端与横梁(14)的中部连接;所述第一竖直丝杆(13)和第二竖直丝杆(16)的底端均设有传动机构,且传动机构在电机控制箱(11)中的电机带动下带动第一竖直丝杆(13)和第二竖直丝杆(16)转动。

10.一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机的实验方法,其特征在于,使用上述权利要求1-9任一项所述的基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机,所述方法如下:


技术总结
本发明涉及岩石力学测试技术领域,尤其涉及一种基于电磁力控制的岩石拉压力学实验机及实验方法,包括实验平台、计算机、电磁加载组件和将圆柱形待测岩石固定在实验平台上的固定组件;固定组件安装在圆柱形待测岩石的上下端,固定组件和圆柱形待测岩石上安装有用于测量圆柱形待测岩石受力和形变数据的测量组件;电磁加载组件设置在实验平台上方,且电磁加载组件通电后对固定组件产生引力或斥力;所述计算机与测量组件和电磁加载组件均电连,计算机控制电磁加载组件中电流的方向,从而电磁加载组件对固定在实验平台上的圆柱形待测岩石施加压力或拉力。这解决了传统岩石实验机不能实现高效拉压快速交互加载的缺点,实现了岩石拉压高效灵敏交互实验。

技术研发人员:王磊,宋正阳,朱传奇,杨振
受保护的技术使用者:安徽理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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