[发明专利]一种高效模型试验标准试件加工模具及其使用方法

说明书

本发明公开了一种高效模型试验标准试件加工模具及其使用方法，它是由承压筑模结构、约束固模结构及分力压模结构组成；其中承压筑模结构由模具、活动式卡板、底座及提拉盘组成，活动式卡板的大、小卡板分别嵌入模具与底座内的大、小扇形凹槽契合连接，提拉盘的挂钩可扣住大卡板上端面的鼻环；约束固模结构由槽缸及螺栓组成，模具套入槽缸凹槽内，通过拧动螺栓固定模具；分力压模结构由承力梁、万向球支座凹槽、万向球及压垫柱组成，承力梁及压垫柱通过万向球支座凹槽内铰接的万向球连接；本发明采用非一体式模具，有效减小试件与模具的粘力，方便移取，并可一次性同时压制四个试件，大大提高试件制作效率，且拆模方便。

技术领域

本发明涉及一种用于制作相似模拟试验试件的加工模具，尤其涉及一种高效模型试验标准试件加工模具。

背景技术

目前，岩石力学的工程领域迅速发展，大型地下结构、露天采矿、以及困难条件下的巷道开拓面临的施工条件日趋复杂多变，对工程安全性提出了更大的挑战，为了掌握工程岩体的变形特征，有必要对岩石的稳定性、强度等力学特征以及变形等力学行为进行模拟研究。

相似模拟试验是一种以相似原理为依据的实验室研究方法，具有低成本、周期短、高仿真等优点，广泛应用于采矿、地质以及岩土工程等领域，已成为一种研究地下工程问题的有力的科学研究手段。模型试验以相似材料为基础，相似材料力学性能必须能够真实反映试验原型的应力变形特点，必须符合模型试验相似定律，这样模拟出的数据才能真实有效，因此模型试验相似材料的选取决定试验的成败。然而，自然界难有一种材料的力学性能符合经相似比换算后的理想模型试验材料，而是需经过多种材料调配混合，得到符合模型试验相似比的材料。一种混合相似材料的研制，要经成百上千组配比实验，并将每一组配比制成标准力学试件，研究材料配比变化对混合相似材料的力学性能影响规律，进而研制和选择出具有相应力学性能的混合相似材料。

材料配比实验周期长、任务重，标准试件的制作是材料配比实验过程中较为关键的一步，制作试件的精度和效率，大大影响了整个试验的进程，根据试验要求，同一批次试件必须压制均匀，并保证试件尺寸精度，现有试件的加工制作模具在实际使用过程中具有效率低下，拆卸繁琐，试件制作精度不足的缺点，因此，研究出一种高效模型试验标准试件加工模具及其使用方法是十分必要的。

在本发明之前，申请号为2015104914957的发明公开了一种相似模拟材料成型模具总成及其标准试件的快速成型方法，其中，模具总成包括底座、大卡套、内模及小卡套四部分，以及一中心部位带圆柱形凸起的圆形承压盖板，内模底部与底板成过盈配合插接，大小卡套为活套式结构，直接套装在由完全相同的左、右两部分组成的内模外壁上，该装置通过圆形承压盖板将压力机的压力有效传递至内模空腔内的相似材料上压制试件。拆模时，使用手锤敲击底座外边缘的四周至底座与内模分离，取出已成型的试件，但其内模为两部分分体组合式结构，与试件接触面积大，若试件所用粘结剂强度较大，易使试件和模具粘连，拆模困难；由于相似材料试件的强度较低，在拆内模敲击震动容易造成试件损坏，且拆模时需两人配合，一人难以完成拆模的工作。

申请号为201711210306X的发明公开了一种自卸式相似模拟试验试件加工模具及其操作方法，包括基座、缸体、约束套管、顶部垫片、底部垫片以及承压钢柱，该装置通过旋动约束套管上的旋转把手，使约束套管向上移动，逐渐解除其对缸体的约束，同时，置于缸体内部的垫片中的弹瓣在弹簧的推力下弹开，推动缸体向左右自动分开。若相似材料使用粘结剂的粘结强度较大时，模具和试件紧密粘结在一起，弹瓣无法弹开缸体，造成拆模失败；此外人工装填相似材料时，可能发生抛撒导致其落入滑动槽轨，阻挡缸体的推动，增加拆模工作的复杂性；此模具只能进行单个试件的压制，因此压制试件效率较低，制作周期长。

针对以上发明存在的缺陷，发明一种拆装模具快捷方便且能进行批量试件压制成型的试件加工模具是必要的。

发明内容

针对现有模型试验试件加工模具的上述不足，本发明提供了一种高效模型试验标准试件加工模具。