新型波多轴压挤试验机和它的践行

新型波多轴压挤试验机和它的践行


围压系统采用了一套组合式围压加载系统，该系统由油缸、上下盖板、橡胶模和油泵组成。橡胶模的内径为55mm，中间放置岩石或混凝土试件。由于橡胶模外缘的特殊构造，在加压时，橡胶模和油缸间将会自动压紧，从而密封油缸。油缸上配备了两个出口，可以采用伺服油泵加围压。由于试验条件限制，本次试验中采用手动油泵施加围压，因此不能像电动伺服油泵一样在加载过程中自动控制油压。在进行三轴压缩试验时，随着轴向变形的增长，加载所用的万向头不断侵入压力室中，同时试样体积发生胀缩。这些因素导致加载过程中围压不能保持稳定。为了使围压保持为控制值，在加载过程中手动控制压力阀门，围压偏大时及时卸压，围压偏小时及时加压，这样就形成了围压的人工反馈，能够在加载过程中保持相对稳定的围压。
　　
　　球形铰座和万向头为了保持加载时试件端面与加载头的紧密接触，万能试验机的工作台本身配制了一套球形铰座。但是在试验中使用了含超声波收发装置的加载头，使得试件不能直接与原有的球形铰座接触，同时球形铰座与试件的面积也不匹配。为此设计了一对球面咬合的万向头，该万向头的直径与试件直径相同，能够在一定程度上消除端面摩擦效应，另外在试件两端均使用万向头可以保证试件端面的均匀加载，消除端面不平行引起的误差。
　　
　　超声波数据处理方法超声波作为检测材料内部缺陷的常用手段被广泛用于机械、建筑、冶金等行业，其缺陷检测的方法一般有：声时测量法(声速法)、衰减系数法以及波形比较法。
　　
　　由于三轴试验中试样尺寸较小，超声波传播路径上存在多个涂有耦合剂的接触面，超声波试验得到的声时的准确性存在疑问。另外，人们普遍认为破坏前材料中的声速变化不大。因此本次试验的超声波结果不能采用声速法进行分析。
　　
　　结语(1)在单轴拉压万能试验机的基础上配套研制了超声波三轴试验系统，实现了三轴试验过程中损伤演化的全过程测试。
　　
　　(2)利用小波分析对原始超声波信号进行处理，通过对不同荷载下的尺度能量曲线进行分析，提出了反映损伤变化的3个特征量：归一化**能量峰值、归一化**能量峰值、**能量峰值对应的尺度。
　　
　　(3)对4个试验的3个特征值的变化曲线进行了合理解释。分析表明：本文提出的三个特征值均能很好反映材料内部的微结构变化。本文为下一步进行岩石、混凝土的损伤演化研究提供了必要的设备，提出的3个特征值为损伤变量的确定提供了方便。

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