本發(fā)明屬于地震模擬，具體涉及一種三向應(yīng)力變換裝置及其應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、西南地區(qū)是中國地理位置多山、地質(zhì)構(gòu)造活躍的區(qū)域之一，也是中國地震活動頻繁的地區(qū)之一。西南地區(qū)包括四川盆地、云南高原、貴州、重慶、西藏等地，地形復(fù)雜，屬于喜馬拉雅山脈和青藏高原交匯的地帶。該地區(qū)因地質(zhì)構(gòu)造活躍而成為中國地震活動的重要區(qū)域，每年都會發(fā)生大量的地震事件。對于該地區(qū)的居民和相關(guān)工作人員來說，加強(qiáng)地震防災(zāi)救援意識，提高應(yīng)對地震的能力是非常重要的。同時，加強(qiáng)建筑物的結(jié)構(gòu)，提高其承載能力和抗震能力，也是防治地震災(zāi)害的重要措施，因此，如何研究建筑物結(jié)構(gòu)在多向應(yīng)力下的結(jié)構(gòu)變化，是亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種三向應(yīng)力變換裝置及其應(yīng)用方法，通過該三向應(yīng)力變換裝置能夠模擬試樣受到多向應(yīng)力的情形，通過該應(yīng)用方法能夠模擬試樣在地震環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變化。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一方面，本申請實(shí)施例提供了一種三向應(yīng)力變換裝置，包括底座、三個反力部和三個推動部件。三個反力部，分別設(shè)置于底座沿第一方向的一側(cè)、底座沿第二方向的一側(cè)和底座沿第三方向的一側(cè)，第一方向、第二方向和第三方向兩兩垂直。三個推動部件設(shè)置于底座，推動部件包括移動端，三個推動部件中，其中一者的移動端沿第一方向移動，另一者的移動端沿第二方向移動，第三者的移動端沿第三方向移動。

3、在一些實(shí)施例中，推動部件包括第一腔體和第一活塞部。第一腔體設(shè)置于底座。第一活塞部沿第一腔體的軸向可移動地容納于第一腔體，第一活塞部將第一腔體內(nèi)部分隔為兩個部分，移動端連接于第一活塞部。

4、在一些實(shí)施例中，還包括控制組件，控制組件包括驅(qū)動軸、驅(qū)動套和控制部件。驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動連接于底座，驅(qū)動套套設(shè)于驅(qū)動軸的周壁外，驅(qū)動套設(shè)置有螺旋槽，螺旋槽的軸向沿驅(qū)動軸的軸向延伸。驅(qū)動套和控制部件對應(yīng)推動部件設(shè)置，控制部件包括第二腔體、第二活塞部和連接部，第二腔體設(shè)置于底座，第二腔體的軸向沿驅(qū)動軸的軸向延伸，第二活塞部沿第二腔體的軸向可移動地容納于第二腔體，第二活塞部將第二腔體內(nèi)部分隔為兩個部分，第二腔室的兩個部分一一對應(yīng)地與第一腔室的兩個部分聯(lián)通，連接部連接于第二活塞部，連接部插設(shè)于螺旋槽。

5、在一些實(shí)施例中，控制組件還包括傳動部件，傳動部件用于控制驅(qū)動軸和驅(qū)動套的連接狀態(tài)，傳動部件包括傳動環(huán)、連接索和限位部。傳動環(huán)套設(shè)于驅(qū)動軸，圍繞傳動環(huán)的周向，傳動環(huán)的內(nèi)周壁設(shè)置有限位齒。連接索連接于傳動環(huán)和驅(qū)動套，限位部轉(zhuǎn)動連接于驅(qū)動軸，限位部的旋轉(zhuǎn)軸心垂直于驅(qū)動軸的軸向，限位部與限位齒配合，以使傳動環(huán)和驅(qū)動軸同步旋轉(zhuǎn)。

6、在一些實(shí)施例中，傳動部件還包括頂推環(huán)，限位部和驅(qū)動軸之間設(shè)置有彈性件，彈性件用于提供使限位部向靠近驅(qū)動軸的方向旋轉(zhuǎn)的彈性力，頂推環(huán)沿驅(qū)動軸的軸向可移動地套設(shè)于驅(qū)動軸，限位部抵靠于頂推環(huán)的外周壁。

7、在一些實(shí)施例中，限位部包括靠近傳動環(huán)的第一端，第一端包括兩個彈性臂，第一端包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，第一狀態(tài)時，兩個彈性臂卡入相鄰兩個限位齒之間，第二狀態(tài)時，兩個彈性臂之間設(shè)置有一個限位齒。

8、在一些實(shí)施例中，還包括調(diào)節(jié)柱，調(diào)節(jié)柱設(shè)置于傳動環(huán)和驅(qū)動套之間。

9、另一方面，本申請實(shí)施例還提供了一種三向應(yīng)力變換裝置應(yīng)用方法，應(yīng)用于上述實(shí)施例中的三向應(yīng)力變換裝置，包括：

10、試樣包括相交于第一頂點(diǎn)的三個第一表面，還包括相交于第二頂點(diǎn)的第二表面，第一頂點(diǎn)和第二頂點(diǎn)位于體對角線上，三個反力部分別支撐于實(shí)驗(yàn)體的三個第一表面。

11、三個推動部件同時向三個第二表面施壓，壓力值大小為σ。

12、改變壓力大小。

13、在一些實(shí)施例中，改變壓力大小包括：

14、設(shè)定壓力值變量δσ。

15、三個推動部件中，選擇兩個推動部件，其中一者的壓力值調(diào)整為σ+δσ，另一者的壓力值調(diào)整為σ-δσ。

16、在一些實(shí)施例中，每次調(diào)整壓力值調(diào)整完畢后，先將三個第二表面的壓力值調(diào)整為σ，再進(jìn)行下一次調(diào)整。

17、本發(fā)明具有以下有益效果：

18、1、在三個推動部件的作用下，能夠模擬試樣受到來自于第一方向、第二方向和第三方向的應(yīng)力作用，使得可以本申請實(shí)施例的變換裝置可以用于模擬試樣受到多向應(yīng)力的情形；

19、2、該方法中，通過改變壓力的大小，能夠模擬試樣在地震環(huán)境中的受力狀態(tài)，通過采集并分析試樣的結(jié)構(gòu)變化，能夠?qū)ㄖ镌诙嘞驊?yīng)力環(huán)境中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)，提高建筑物承載和抗震能力。

技術(shù)特征：

1.一種三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，包括：底座（1）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，所述推動部件（3）包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，還包括控制組件，所述控制組件包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，所述控制組件還包括傳動部件，所述傳動部件用于控制所述驅(qū)動軸（7）和所述驅(qū)動套（8）的連接狀態(tài)，所述傳動部件包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，所述傳動部件還包括頂推環(huán)（18），所述限位部（17）和所述驅(qū)動軸（7）之間設(shè)置有彈性件，所述彈性件用于提供使所述限位部（17）向靠近所述驅(qū)動軸（7）的方向旋轉(zhuǎn)的彈性力，所述頂推環(huán)（18）沿所述驅(qū)動軸（7）的軸向可移動地套設(shè)于所述驅(qū)動軸（7），所述限位部（17）抵靠于所述頂推環(huán)（18）的外周壁。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，所述限位部（17）包括靠近所述傳動環(huán)（16）的第一端，所述第一端包括兩個彈性臂（19），所述第一端包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，所述第一狀態(tài)時，兩個所述彈性臂（19）卡入相鄰兩個所述限位齒（15）之間，所述第二狀態(tài)時，兩個所述彈性臂（19）之間設(shè)置有一個限位齒（15）。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，還包括調(diào)節(jié)柱（9），所述調(diào)節(jié)柱（9）設(shè)置于所述傳動環(huán)（16）和所述驅(qū)動套（8）之間。

8.一種三向應(yīng)力變換裝置應(yīng)用方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的三向應(yīng)力變換裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三向應(yīng)力變換裝置應(yīng)用方法，其特征在于，?所述改變壓力大小包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的三向應(yīng)力變換裝置應(yīng)用方法，其特征在于，每次調(diào)整壓力值調(diào)整完畢后，先將三個第二表面的壓力值調(diào)整為σ，再進(jìn)行下一次調(diào)整。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明具體涉及一種三向應(yīng)力變換裝置及其應(yīng)用方法，屬于地震模擬技術(shù)領(lǐng)域。該三向應(yīng)力變換裝置包括底座、三個反力部和三個推動部件。三個反力部，分別設(shè)置于底座沿第一方向的一側(cè)、底座沿第二方向的一側(cè)和底座沿第三方向的一側(cè)，第一方向、第二方向和第三方向兩兩垂直。三個推動部件設(shè)置于底座，推動部件包括移動端，三個推動部件中，其中一者的移動端沿第一方向移動，另一者的移動端沿第二方向移動，第三者的移動端沿第三方向移動。三個推動部件能夠模擬試樣受到多方向的應(yīng)力作用，即使得可以本申請實(shí)施例的變換裝置可以用于模擬試樣受到多向應(yīng)力的情形。

技術(shù)研發(fā)人員：易魁,孫寧,鐘輝亞,余政興,范長選,湯冠雄,彭書良,羅京,陳強(qiáng),韓愛果,符文熹,葉飛,王英潔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能瀾滄江水電股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9