[发明专利]高通量多联式压缩蠕变试验装置与压缩蠕变试验方法

权利要求书

1.一种高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，包括压力加载系统及计算机系统，通过计算机系统配置以控制通过压力加载系统对多个样品同时加载恒定压力进行不同的压力测试；

所述压力加载系统由压力形成和压力传输系统、压力控制与测量系统组成；

所述压力形成和传输系统包括储液缸(42)、空气压缩机(41)、液压腔(15)、输液一号阀门(33)、气体一号阀门(34)、气体二号阀门(35)、气体三号阀门(36)、液压输出总管道(37)、气压输出总管道(38)、第二气压输出管道(39)、平台基座(21)、横梁(22)、竖梁(25)构成，其中：

-平台基座(21)作为底座，用于提供压力加载系统的支撑；

-多个竖梁(25)成对地竖直固定到平台基座(21)上，竖梁(21)的顶部设置所述的横梁(22)；

-横梁(22)下方等间隔地固定4个级联的液压蠕变试验机构，液压蠕变试验机构的液压腔之间相互独立，并且均与液压输出总管道(37)以及气压输出总管道(38)连通；

-空气压缩机(41)通过气体二号阀门(35)经第二气压输出管道(39)与储液缸(42)相连、并且通过气压输出总管道(38)、气体一号阀门(34)与液压腔(15)相连；

-储液缸(42)通过液压输出总管道(37)、输液一号阀门(33)与液压腔(15)相连；

所述压力控制与测量系统由液压恒压装置(44)、压力控制传输器(31)、气压控制传输器(32)、液压压力传感器(45)、液压压力变送器(43)以及激光位移传感器(12)组成，以此来同时控制多个液压蠕变试验机构同时对实验试样(1)施加压力，其中：

-所述液压恒压装置(44)，被设置成高通量恒压加压装置，用于根据计算机系统的配置输出不同的恒定压力，并通过压力形成和传输系统同时加载到多个液压蠕变试验机构；

-所述压力控制传输器(31)连接在液压输出总管道(37)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制液压传递；

-气压控制传输器(32)连接在气压输出总管道(38)与多个液压蠕变试验机构的液压腔之间，用于控制气压压力传递；

-液压压力传感器(45)设置在液压恒压装置(44)上，用于检测输出的压力；

-液压压力变送器(43)设置在计算机系统与液压恒压装置(44)之间；

-激光位移传感器(12)设置在每个液压蠕变试验机构上，与实验试样(1)平行放置，用以检测实验试样(1)的垂直方向以及水平方向的变形量。

2.根据权利要求1所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，所述液压蠕变试验机构具有液压缸，液压缸包括液压腔(15)、液压腔活塞(16)、液压杆(19)以及压头(20)，液压腔(15)经由所述液压腔活塞(16)分为上液压腔(17)和下液压腔(18)，液压杆(19)的一端与液压腔活塞(16)固定，另一端穿过下液压腔(18)并与压头(20)固定，压头(20)用于向实验试样(1)加载压力进行测试。

3.根据权利要求2所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，所述平台基座(21)上对应于不同的液压蠕变试验机构的位置分别设置有试样垫片(11)，实验试样(1)放置在试样垫片(11)上。

4.根据权利要求3所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，所述激光位移传感器(12)设置在每个液压蠕变试验机构的液压杆(19)上。

5.根据权利要求3所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，所述平台基座(21)、试样垫片(11)以及液压杆(19)三者被设置成保持一致的水平以使得压力垂直作用于实验试样(1)。

6.根据权利要求1所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置，其特征在于，每个激光位移传感器(12)均配置有一激光位移传感器数据收集器(14)，多路激光位移传感器数据收集器(14)汇集数据并传输至计算机系统(60)。

7.一种根据权利要求1所述的高通量多联式压缩蠕变试验装置的压缩蠕变试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第一模式下，关闭气体一号阀门，打开输液一号阀门、气体二号阀门和气体三号阀门，开启空气压缩机，储液缸内的液体在增加的压力作用下通过压力控制传输器流向每个液压缸的上液压腔以及液压恒压装置，待液压恒压装置内充满液体时，依次关闭空气压缩机、输液一号阀门、气体二号阀门和气体三号阀门；

在第二模式下，关闭气体二号阀门、气体一号阀门，打开输液一号阀门和气体三号阀门，启动液压恒压装置，通过压力控制传输器向四个液压缸的上液压腔内输入液体，压杆随活塞在液压作用下下降，通过液压恒压装置控制和压力控制传输器调节四个液压缸的上液压腔的液体压力，待压杆的下端面的压头与待测样品接触时，通过压力传感器测得液压恒压装置的初始压力，即为此时液压缸内的压力；

在第三模式下，根据设定的测试压力，通过压力控制传输器逐渐向四个液压缸的上液压腔输入液体，精确控制对每个待测样品施加的液压压力，压杆随活塞在液压作用下继续下降，待测样品受到压杆下端面与垫片之间的相互挤压发生蠕变，通过压力控制传输器控制调节液压缸上液压腔的液体压力，待液压缸上液压腔的液体压力达到设定的测试压力后，停止测试；在加压过程中采集不同时刻、压力条件下材料的压缩蠕变状态，包括通过激光位移传感器测得的位移以及测试压力、测试时间；

在第四模式下，关闭液压恒压装置及压力控制传输器，打开气体一号阀门和输液一号阀门，关闭气体二号和气体三号阀门，启动空气压缩机并向液压缸的下液压腔内输入气体，压杆在液压缸下液压腔内的空气压力的作用下上升，液压缸上液压腔的液体流向储液缸，完成后关闭空气压缩机和气体一号阀门，待测样品降温至室温后取出。