[发明专利]一种用于多轴加载试验的装置及方法

说明书

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。

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。