一種用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光彈性法是應(yīng)用光學(xué)原理研究彈性力學(xué)問題的一種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法。將具有雙折射效應(yīng)的透明材料制成的結(jié)構(gòu)試件置于偏振光場中，當(dāng)給試件施加載荷時(shí)，即可看到試件上產(chǎn)生的干涉條紋圖。通過此干涉條紋就能準(zhǔn)確計(jì)算試件表面和試件內(nèi)部任意一點(diǎn)的應(yīng)力分布情況，因此特別適合于幾何形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體的應(yīng)力分析。
[0003]在實(shí)際工作中，有一部分結(jié)構(gòu)是處于二維應(yīng)力狀態(tài)，或可以簡化為二維應(yīng)力狀態(tài)，但實(shí)際上很多結(jié)構(gòu)是處于三維應(yīng)力狀態(tài)，即在空間各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)是不同的。這就需要使用立體試件進(jìn)行三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)。最常用的是三維光彈應(yīng)力凍結(jié)切片法，即承受荷載的試件升溫至材料的凍結(jié)溫度，恒溫保持一定時(shí)間后，再緩慢降至室溫，卸去載荷，仍存有試件承受載荷時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力條紋。對已凍結(jié)好的試件進(jìn)行任何的機(jī)械加工，其應(yīng)力條紋不會(huì)改變。
[0004]目前采用上述三維光彈應(yīng)力凍結(jié)切片法進(jìn)行應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置存在如下問題:
1、一般通過加砝碼的方式來施加荷載，砝碼重力完全施加在烘箱底面上，烘箱無法承受過重砝碼的重量，從而限制了荷載值的增加，無法實(shí)現(xiàn)高應(yīng)力加載。
[0005]2、采用其他加載方式的加壓裝置無法顯示加載力的大小。
[0006]3、進(jìn)行應(yīng)力凍結(jié)時(shí)，需將整套加壓裝置放入烘箱，移動(dòng)不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種荷載值大、能精確數(shù)顯荷載值的用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置，該裝置能使試件方便移出且載荷保持不變。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:所述的用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置由加載裝置、持壓裝置和測壓裝置三部分組成。
[0009]加載裝置的結(jié)構(gòu)是:底板的中間位置處固定有千斤頂，底板的四個(gè)角對稱地固定有導(dǎo)桿，四個(gè)導(dǎo)桿等高地設(shè)有環(huán)狀凸臺(tái)；滑板的四個(gè)角固定有滑套，四個(gè)滑套活套在對應(yīng)導(dǎo)桿上，滑板位于環(huán)狀凸臺(tái)上，滑板下平面的高度為千斤頂初始位置時(shí)高度的1.05-1.15倍，四個(gè)導(dǎo)桿的上端固定有頂板。
[0010]持壓裝置放置在加載裝置的滑板上，持壓裝置包括上夾板、下夾板、三個(gè)夾緊螺桿和凹模。上夾板是由圓形平板和圓形凸臺(tái)組成的整體，圓形凸臺(tái)位于圓形平板的中心位置處，上夾板的圓形平板的圓壁對稱地開有三個(gè)U形豁口 ；下夾板是在所述上夾板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)有L型缺口，L型缺口位于三個(gè)U形豁口的同側(cè)。三個(gè)夾緊螺桿下端通過銷釘對應(yīng)地鉸接在下夾板的三個(gè)U形豁口內(nèi)，三個(gè)夾緊螺桿的上端對應(yīng)地裝在上夾板的三個(gè)U形豁口內(nèi)，三個(gè)夾緊螺桿的上部分別設(shè)有下鎖緊螺母和上鎖緊螺母，三個(gè)下鎖緊螺母位于上夾板的圓形平板的下方，三個(gè)上鎖緊螺母位于上夾板的圓形平板的上方。
[0011]凹模呈圓筒狀，下夾板的圓形凸臺(tái)和上夾板的圓形凸臺(tái)對應(yīng)地裝入凹模的下部和上部，下夾板的圓形凸臺(tái)外徑和上夾板的圓形凸臺(tái)外徑與凹模內(nèi)徑的名義尺寸相同。
[0012]測壓裝置的結(jié)構(gòu)是:壓力傳感器固定在頂板的下表面，壓頭與壓力傳感器的下部通過螺紋連接；數(shù)顯表和信號(hào)放大器置于頂板上表面，壓力傳感器、信號(hào)放大器和數(shù)顯表之間通過信號(hào)電纜連接。
[0013]所述的千斤頂?shù)呢Q直中心線、持壓裝置的豎直中心線、壓頭的豎直中心線和壓力傳感器的豎直中心線為同一條直線。
[0014]所述頂板為方形，所述底板和滑板與頂板的平面外形尺寸相同。
[0015]所述的凹模由兩個(gè)相同的半圓筒組成，兩個(gè)半圓筒的四條邊處的外壁分別設(shè)有耳板，所述四條邊平行于半圓筒的軸線，每個(gè)耳板對稱地開有螺孔，螺孔為4~5個(gè)，螺栓通過所述螺孔將兩個(gè)半圓筒連接為整體，所述半圓筒的壁厚為25~50mm。
[0016]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明通過凹模對試件提供徑向約束，通過千斤頂對試件精確可控地施加軸向荷載。
[0017]本發(fā)明通過千斤頂對持壓裝置加壓，施加荷載值大。壓力傳感器能精確數(shù)顯荷載值，持壓裝置通過下鎖緊螺母和上鎖緊螺母緊固的方式固定荷載，能方便地將持壓裝置移出后放進(jìn)烘箱對試件進(jìn)行應(yīng)力凍結(jié)，對烘箱底面壓力小，壓力傳感器無需放進(jìn)烘箱，避免了高溫對壓力傳感器的影響，延長設(shè)備使用壽命。
[0018]因此，本發(fā)明具有荷載值大、能精確數(shù)顯荷載值、能使試件方便移出且載荷保持不變的特點(diǎn)，適用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)研究。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視不意圖；
圖3為圖1中上夾板7的俯視不意圖；
圖4為圖1中下夾板3的俯視不意圖；
圖5為圖1中凹模17的俯視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步描述，并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0021]實(shí)施例1
一種用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置。如圖1和圖2所示，所述的用于三維光彈性應(yīng)力實(shí)驗(yàn)的試件加壓裝置由加載裝置、持壓裝置和測壓裝置三部分組成。
[0022]如圖1和圖2所示，加載裝置的結(jié)構(gòu)是:底板1的中間位置處固定有千斤頂2，底板1的四個(gè)角對稱地固定有導(dǎo)桿16，四個(gè)導(dǎo)桿16等高地設(shè)有環(huán)狀凸臺(tái)21 ;滑板19的四個(gè)角固定有滑套20，四個(gè)滑套20活套在對應(yīng)導(dǎo)桿16上，滑板19位于環(huán)狀凸臺(tái)21上，滑板19下平面的高度為千斤頂2初始位置時(shí)高度的1.05-1.10倍，四個(gè)導(dǎo)桿16的上端固定有頂板15ο
[0023]如圖1和圖2所示，持壓裝置放置在加載裝置的滑板19上，持壓裝置包括上夾板
7、下夾板3、三個(gè)夾緊螺桿9和凹模17。上夾板7如圖3所示，上夾板7是由圓形平板和圓形凸臺(tái)組成的整體，圓形凸臺(tái)位于圓形平板的中心位置處，上夾板7的圓形平板的圓壁對稱地開有三個(gè)U形豁口。下夾板3如圖4所示，下夾板3是在所述上夾板7結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增設(shè)有L型缺口，L型缺口位于三個(gè)U形豁口的同側(cè)。如圖1和圖2所示，三個(gè)夾緊螺桿9下端通過銷釘18對應(yīng)地鉸接在下夾板3的三個(gè)U形豁口內(nèi)，三個(gè)夾緊螺桿9的上端對應(yīng)地裝在上夾板7的三個(gè)U形豁口內(nèi)，三個(gè)夾緊螺桿9的上部分別設(shè)有下鎖緊螺