一種用于三維光彈性應力實驗的試件加壓裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光彈性應力實驗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力實驗的試件加壓裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光彈性法是應用光學原理研究彈性力學問題的一種實驗應力分析方法。將具有雙折射效應的透明材料制成的結(jié)構(gòu)試件置于偏振光場中，當給試件施加載荷時，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確計算試件表面和試件內(nèi)部任意一點的應力分布情況，因此特別適合于幾何形狀和結(jié)構(gòu)復雜的物體的應力分析。
[0003]在實際工作中，有一部分結(jié)構(gòu)是處于二維應力狀態(tài)，或可以簡化為二維應力狀態(tài)，但實際上很多結(jié)構(gòu)是處于三維應力狀態(tài)，即在空間各點的應力狀態(tài)是不同的。這就需要使用立體試件進行三維光彈性應力實驗。最常用的是三維光彈應力凍結(jié)切片法，即承受荷載的試件升溫至材料的凍結(jié)溫度，恒溫保持一定時間后，再緩慢降至室溫，卸去載荷，仍存有試件承受載荷時產(chǎn)生的應力條紋。對已凍結(jié)好的試件進行任何的機械加工，其應力條紋不會改變。
[0004]目前采用上述三維光彈應力凍結(jié)切片法進行應力實驗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，無法實現(xiàn)高應力加載。
[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、進行應力凍結(jié)時，需將整套加壓裝置放入烘箱，移動不便。

【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力實驗的試件加壓裝置，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力實驗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，底板的四個角對稱地固定有導桿，四個導桿等高地設有環(huán)狀凸臺；滑板的四個角固定有滑套，四個滑套活套在對應導桿上，滑板位于環(huán)狀凸臺上，滑板下平面的高度為千斤頂初始位置時高度的1.05-1.15倍，四個導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、三個夾緊螺桿和凹模。上夾板是由圓形平板和圓形凸臺組成的整體，圓形凸臺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)上增設有L型缺口，L型缺口位于三個U形豁口的同側(cè)。三個夾緊螺桿下端通過銷釘對應地鉸接在下夾板的三個U形豁口內(nèi)，三個夾緊螺桿的上端對應地裝在上夾板的三個U形豁口內(nèi)，三個夾緊螺桿的上部分別設有下鎖緊螺母和上鎖緊螺母，三個下鎖緊螺母位于上夾板的圓形平板的下方，三個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，下夾板的圓形凸臺和上夾板的圓形凸臺對應地裝入凹模的下部和上部，下夾板的圓形凸臺外徑和上夾板的圓形凸臺外徑與凹模內(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)顯表和信號放大器置于頂板上表面，壓力傳感器、信號放大器和數(shù)顯表之間通過信號電纜連接。
[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]所述的凹模由兩個相同的半圓筒組成，兩個半圓筒的四條邊處的外壁分別設有耳板，所述四條邊平行于半圓筒的軸線，每個耳板對稱地開有螺孔，螺孔為4~5個，螺栓通過所述螺孔將兩個半圓筒連接為整體，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烘箱對試件進行應力凍結(jié)，對烘箱底面壓力小，壓力傳感器無需放進烘箱，避免了高溫對壓力傳感器的影響，延長設備使用壽命。
[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，適用于三維光彈性應力實驗研究。
【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。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步描述，并非對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0021]實施例1
一種用于三維光彈性應力實驗的試件加壓裝置。如圖1和圖2所示，所述的用于三維光彈性應力實驗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的四個角對稱地固定有導桿16，四個導桿16等高地設有環(huán)狀凸臺21 ;滑板19的四個角固定有滑套20，四個滑套20活套在對應導桿16上，滑板19位于環(huán)狀凸臺21上，滑板19下平面的高度為千斤頂2初始位置時高度的1.05-1.10倍，四個導桿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組成的整體，圓形凸臺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)上增設有L型缺口，L型缺口位于三個U形豁口的同側(cè)。如圖1和圖2所示，三個夾緊螺桿9下端通過銷釘18對應地鉸接在下夾板3的三個U形豁口內(nèi)，三個夾緊螺桿9的上端對應地裝在上夾板7的三個U形豁口內(nèi)，三個夾緊螺桿9的上部分別設有下鎖緊螺