靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，涉及材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，主要包括固定設(shè)置的卸壓室、加壓室和靜水壓力室，所述卸壓室與加壓室直接連接，所述加壓室與靜水壓力室之間通過連通管連接，所述加壓室內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿與軸向自由移動(dòng)的波導(dǎo)桿的一端平面接觸，波導(dǎo)桿另外一端插入靜水壓力室內(nèi)，所述靜水壓力室內(nèi)為封閉空間，且封閉空間內(nèi)充滿液體，包覆后的試件置于高壓液體中，所述波導(dǎo)桿插入靜水壓力室內(nèi)的一端與試件局部表面平面接觸。本發(fā)明彌補(bǔ)了靜水壓力狀態(tài)下局部的單向(維)動(dòng)態(tài)卸載實(shí)驗(yàn)裝置的空白，該實(shí)驗(yàn)裝置可模擬地下深部礦藏材料受到的三向等壓應(yīng)力，一旦某個(gè)局部因某個(gè)原因發(fā)生坍塌，即引起此局部突然(動(dòng)態(tài))卸載。并且得到在此情況下礦藏中的材料及結(jié)構(gòu)如何響應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
【專利說明】靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于地下礦藏(煤、氣、油、鹽巖等)在某一局部受到突然卸載時(shí)相應(yīng)材料和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)的研究領(lǐng)域的試驗(yàn)研究設(shè)備，具體為一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地下深部礦藏材料近似處于三向等壓應(yīng)力(靜水壓力)狀態(tài)下，一旦某個(gè)局部因某個(gè)原因發(fā)生坍塌，即引起此局部突然(動(dòng)態(tài))卸載。在這種情況下礦藏中的材料及結(jié)構(gòu)如何響應(yīng)是一個(gè)重要的學(xué)術(shù)問題。這個(gè)問題引起了學(xué)術(shù)界的重視。從力學(xué)角度分析，這是一個(gè)處于靜水壓力狀態(tài)下的原始材料受到一個(gè)局部的單向的動(dòng)態(tài)卸載作用后如何響應(yīng)，繼而引起怎樣的結(jié)構(gòu)響應(yīng)問題。
[0003]現(xiàn)有的霍普金森壓桿主要研究無(wú)應(yīng)力原始材料在動(dòng)態(tài)一維壓應(yīng)力狀態(tài)下的響應(yīng)問題；正在研發(fā)中的三維霍普金森壓桿可研究無(wú)應(yīng)力原始材料在動(dòng)態(tài)三維壓應(yīng)力狀態(tài)下的響應(yīng)問題；帶有三維靜壓裝置的霍普金森壓桿可研究三維靜壓下的材料再受到動(dòng)態(tài)一維壓應(yīng)力作用時(shí)的響應(yīng)問題；霍普金森拉桿是研究無(wú)應(yīng)力原始材料在動(dòng)態(tài)一維拉應(yīng)力狀態(tài)下的響應(yīng)問題。因此目前尚未發(fā)現(xiàn)有研究處于靜水壓力狀態(tài)下的原始材料受到一個(gè)局部的單向(維)動(dòng)態(tài)卸載作用的響應(yīng)問題的實(shí)驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:主要包括固定設(shè)置的卸壓室、加壓室和靜水壓力室，所述卸壓室與加壓室直接連接，所述加壓室與靜水壓力室之間通過連通管連接，所述加壓室內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿與軸向自由移動(dòng)的波導(dǎo)桿的一端平面接觸，波導(dǎo)桿另外一端插入靜水壓力室內(nèi)，所述靜水壓力室內(nèi)為封閉空間，且封閉空間內(nèi)充滿液體，包覆后的試件置于高壓液體中，所述波導(dǎo)桿插入靜水壓力室內(nèi)的一端與試件局部表面接觸。
[0007]所述卸壓室設(shè)置有快速泄壓閥和卸油口。
[0008]所述加壓室設(shè)置有進(jìn)油口。
[0009]所述卸壓室、加壓室、靜水壓力室固定在左、右兩個(gè)擋板上，左擋板與右擋板之間通過平衡拉桿固定。
[0010]所述活塞桿和波導(dǎo)桿通過滾動(dòng)支承架支撐。
[0011]所述連通管中部安裝有閘閥。
[0012]所述靜水壓力室為組合式分體結(jié)構(gòu)，便于裝卸試件。所述波導(dǎo)桿為一圓柱形桿，它一端與活塞桿平面接觸，另一端與試件局部表(平)面接觸，用于給試件加載和卸載。所述活塞桿為圓柱形桿，其一端與加壓室的油缸相連，另一端與波導(dǎo)桿平面接觸，給波導(dǎo)桿加載和卸載。所述平衡拉桿為兩端帶有螺紋的圓柱形桿，四根平衡拉桿與左右兩擋板配合將整個(gè)裝置連接為一整體。平衡拉桿將平衡因液壓加載在裝置軸線部件、波導(dǎo)桿等上引起的軸向壓縮內(nèi)力，使裝置在軸向內(nèi)力平衡，而不需對(duì)裝置進(jìn)行外部固定。所述滾動(dòng)支承架為一沿環(huán)向布置的三向可伸縮滾動(dòng)支承，它們限制了波導(dǎo)桿、活塞桿的徑向運(yùn)動(dòng)，而幾乎不影響它們的軸向運(yùn)動(dòng)。
[0013]實(shí)驗(yàn)過程:
[0014]首先將試件置于靜水壓力室，將波導(dǎo)桿、活塞桿等安裝到位。通過高壓油泵給加壓室加液壓油，進(jìn)而通過活塞桿、波導(dǎo)桿、連通管給靜水壓力室中的試件加三維等值靜壓力(靜水壓力)。在加到預(yù)定壓力后，保持一定時(shí)間。卸載實(shí)驗(yàn)開始瞬間，打開快速卸載閥，一維卸載波通過活塞桿、波導(dǎo)桿傳到試件局部表面，在局部形成單向動(dòng)態(tài)卸載。記錄波導(dǎo)桿中卸載波信號(hào)可獲得其強(qiáng)度、上升沿、脈沖長(zhǎng)度等信息，通過試件中多個(gè)傳感器可以獲得有關(guān)波傳播規(guī)律、材料的響應(yīng)以及結(jié)構(gòu)的響應(yīng)等信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)分析。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
[0016]本發(fā)明彌補(bǔ)了靜水壓力狀態(tài)下局部的單向(維)動(dòng)態(tài)卸載實(shí)驗(yàn)裝置的空白，該實(shí)驗(yàn)裝置可模擬地下深部礦藏材料受到的三向等壓應(yīng)力，一旦某個(gè)局部因某個(gè)原因發(fā)生坍塌，即引起此局部突然(動(dòng)態(tài))卸載。并且得到在此情況下礦藏中的材料及結(jié)構(gòu)如何響應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的側(cè)視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其它實(shí)施例，都屬于本專利的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1、圖2所示，
[0021]一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，主要包括固定設(shè)置的卸壓室2、加壓室10和靜水壓力室8，卸壓室2與加壓室10直接連接，加壓室10與靜水壓力室8之間通過連通管9連接，連通管9中部安裝有閘閥15，可以控制連通管9的通斷，加壓室10內(nèi)設(shè)置有活塞桿12，活塞桿12與軸向自由移動(dòng)的波導(dǎo)桿13的一端平面接觸，波導(dǎo)桿13另外一端插入靜水壓力室8內(nèi)，靜水壓力室8內(nèi)為封閉空間，且封閉空間內(nèi)充滿液體，包覆后的試件7置于高壓液體中，波導(dǎo)桿13插入靜水壓力室8內(nèi)的一端與試件7局部表面平面接觸。
[0022]卸壓室2設(shè)置有快速泄壓閥I和卸油口 3，加壓室10設(shè)置有進(jìn)油口 4，卸壓室2、加壓室10、靜水壓力室8固定在左、右兩個(gè)擋板上，左擋板11與右擋板6之間通過平衡拉桿14固定，活塞桿12和波導(dǎo)桿13通過滾動(dòng)支承架5支撐。
[0023]利用高壓油泵從進(jìn)油口 4向加壓室10中油缸加液壓油，推動(dòng)活塞桿12向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)波導(dǎo)桿13向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們運(yùn)動(dòng)受試件7限制時(shí)便有軸向壓力產(chǎn)生。與此同時(shí)，油缸中的液壓油通過連通管9向靜水壓力室加油8加壓，于是整個(gè)試件7處于三向均勻的應(yīng)力(靜水壓力)狀態(tài)。當(dāng)加到一定壓力，保持一定時(shí)間后，關(guān)閉連通管9中的閘閥15，高速打開快速泄壓閥I將加壓室10的油快速卸到卸壓室2中，同時(shí)一個(gè)卸載脈沖沿活塞桿12、波導(dǎo)桿13傳至試件7，對(duì)試件7進(jìn)行局部單向動(dòng)態(tài)卸載。由相關(guān)傳感器得到的信息可以獲得試件7的材料和結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
[0024]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來(lái)限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:主要包括固定設(shè)置的卸壓室、加壓室和靜水壓力室，所述卸壓室與加壓室直接連接，所述加壓室與靜水壓力室之間通過連通管連接，所述加壓室內(nèi)設(shè)置有活塞桿，活塞桿與軸向自由移動(dòng)的波導(dǎo)桿的一端平面接觸，波導(dǎo)桿另外一端插入靜水壓力室內(nèi)，所述靜水壓力室內(nèi)為封閉空間，且封閉空間內(nèi)充滿液體，包覆后的試件置于高壓液體中，所述波導(dǎo)桿插入靜水壓力室內(nèi)的一端與試件局部表面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述卸壓室設(shè)置有快速泄壓閥和卸油口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述加壓室設(shè)置有進(jìn)油口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述卸壓室、加壓室、靜水壓力室固定在左、右兩個(gè)擋板上，左擋板與右擋板之間通過平衡拉桿固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述活塞桿和波導(dǎo)桿通過滾動(dòng)支承架支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述靜水壓力室為組合式分體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜水壓力狀態(tài)下局部單向動(dòng)態(tài)卸載裝置，其特征在于:所述連通管中部安裝有閘閥。
【文檔編號(hào)】G01N3/12GK104034577SQ201410203962
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】趙江霞 申請(qǐng)人:趙江霞