[发明专利]一种在试样内可加载出多种应力场的装置及加载方法

说明书

本发明公开了一种在试样内可加载出多种应力场的装置及加载方法，包括机架以及设置在机架上的电液伺服加载装置、试样夹具、支点座、传动丝杠以及超声探头定位及夹持装置，所述的试样夹具用于夹持住实验样本的第一端，可活动的承托实验样本的第二端；所述的支点座设置有两个，分别为第一支点座和第二支点座，所述的第一支点座和第二支点座沿实验样本的长度方向布置在实验样本的下方；所述的电液伺服加载装置包括第一纵向弯曲加载装置、第二纵向弯曲加载装置、侧向弯曲加载装置和轴向拉压加载装置，所述的第一纵向弯曲加载装置和第二纵向弯曲加载装置分别设置在两根传动丝杠上，本发明结构简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及试样应力检测、弹性分析等实验的加载装置的技术领域，具体为一种在试样内可加载出多种应力场的装置及加载方法。

背景技术

目前，承受拉压、弯曲载荷以及拉压和弯曲载荷复合作用的构件在各个领域中都有着广泛的应用。例如建筑工程中的起重机的桁架在工作时受到压载荷和弯曲载荷的作用，将发生桁架的弯曲变形。飞机在飞行过程中机翼受到巨大的空气浮力从而发生弯曲变形。一旦这些材料发生屈曲破坏后果将不堪设想。因此为了了解材料在不同受载状态下的应力分布情况，必须建立多种加载方式来实现在材料内加载出多种不同的应力场。

然而现有的实验加载平台往往只能向试样施加拉载荷、压载荷，加载方式单一，因此无法在材料内加载出拉压、弯曲等多种应力场，无法为材料的应力检测提供更加多样的检测窗口。本发明就是为了解决这一问题。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的不足，解决现在的应力检测装置单一的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在试样内可加载出多种应力场的装置，包括机架以及设置在机架上的电液伺服加载装置、试样夹具、支点座、传动丝杠以及超声探头定位及夹持装置，其中：

所述的试样夹具用于夹持住实验样本的第一端，可活动的承托实验样本的第二端；

所述的支点座设置有两个，分别为第一支点座和第二支点座，所述的第一支点座和第二支点座沿实验样本的长度方向布置在实验样本的下方；

所述的电液伺服加载装置包括第一纵向弯曲加载装置、第二纵向弯曲加载装置、侧向弯曲加载装置和轴向拉压加载装置，所述的第一纵向弯曲加载装置和第二纵向弯曲加载装置分别设置在两根传动丝杠上，并且位于实验样本的正上方，所述侧向弯曲加载装置设置在实验样本的侧后方，所述的轴向拉压加载装置正对实验样本的第二端；

所述的超声探头定位及夹持装置设置在机架上，并且夹持有超声探头。

进一步的，所述的第一支点座和第二支点座的结构相同，均包括底座和支点，所述的支点为长度方向的棱边为圆角的三棱柱，并且在底面中心固定设置有螺杆，该螺杆螺接在底座顶面的螺孔内，所述的底座的底面设置有滑块，滑块可滑动的安装在机架上开设的滑槽内。

一种在试样内可加载出多种应力场的加载方法，使用在试样内可加载出多种应力场的装置，包括拉伸应力场加载方法和纵向弯曲应力场加载方法，所述的拉伸应力场加载方法通过轴向拉压加载装置拉伸实验样本，所述的纵向弯曲应力场加载方法通过第一纵向弯曲加载装置或/和第二纵向弯曲加载装置对实验样本施加径向应力。

进一步的，所述的纵向弯曲应力场加载方法包括悬臂梁弯曲应力场加载方法、三点弯曲加载方法、四点弯曲加载方法、弯曲和拉伸复合应力场和正交弯曲复合应力加载方法，其中：

所述的悬臂梁弯曲应力场加载方法为向实验样本施加一个径向压力；

所述的三点弯曲加载方法为在实验样本底部设置两个支点以及在两个支点之间设置一个径向压力；