[发明专利]对试样进行中等应变速率压缩的实验装置

说明书

本发明涉及一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，包括伺服电机；与伺服电机的输出端传动连接的第二蓄能飞轮；与第二蓄能飞轮同心设置的凸轮轴；设置在凸轮轴上，以将凸轮轴与第二蓄能飞轮接合和分离的离合器；加载凸轮，加载凸轮的外边缘包括圆弧节段，和与圆弧节段相接的螺旋线节段，其中，圆弧节段的半径为r₁，螺旋线节段的半径由r₁逐渐增大到r₂；第一端与加载凸轮的外边缘接触并能沿自身轴线移动的加载杆；轴线与加载杆的轴线正对的透射杆，透射杆的第二端与加载杆的第二端之间预留有放置试样的试样放置空间。该实验装置能够使试样处于中等应变速率范围内，从而实现了对试样在中等应变速率范围内的性能进行研究的目的。

技术领域

本发明涉及实验装置设计生产技术领域，尤其涉及一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置。

背景技术

应变速率是材料相对于时间的应变的变化，在物理学中，应变速率通常被定义为应变相对于时间的导数，应变速率是表征材料变形速度的一种度量。

以混凝土为例，对混凝土的应变速率进行研究可以为后续的工程设计提供指导数据，以在节省成本的前提下保证建筑具有可靠的安全性。

受限于中等应变速率实验具有加载难以实现、数据不易准确测量等原因，目前的材料加载试验主要集中在低应变速率范围(10^-2/s以下)和高应变速率范围(10²～10³/s)，然而，中等应变速率范围是混凝土材料从高应变速率下的波动效应向低应变速率下的准平衡状态过渡的关键区域，并且在实际工程应用中，混凝土材料也往往处于中等应变速率(10⁰～10²/s)的变形状态下。

因此，开发一种对材料进行中等应变速率加载的实验装置，以满足对材料的中等应变速率的研究需求是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，以便能够对实验材料进行加载，并使实验材料处于中等应变速率的变形状态下，从而对材料在中等应变速率范围内的特性进行研究。

为达到上述目的，本发明提供的对试样进行中等应变速率压缩的实验装置包括：

伺服电机；

与所述伺服电机的输出端传动连接的第二蓄能飞轮；

穿过所述第二蓄能飞轮并与所述第二蓄能飞轮同心设置的凸轮轴；

设置在所述凸轮轴上，以将所述凸轮轴与所述第二蓄能飞轮接合和分离的离合器；

固定于所述凸轮轴上的加载凸轮，所述加载凸轮的外边缘包括对应圆心角为θ₁的圆弧节段，和与所述圆弧节段相接且对应圆心角为θ₂的螺旋线节段，其中，θ₁+θ₂＝2π，所述圆弧节段的半径为r₁，所述螺旋线节段的半径由所述r₁逐渐增大到r₂；

第一端与所述凸轮的外边缘接触并能沿自身轴线移动的加载杆；

轴线与所述加载杆的轴线正对的透射杆，所述透射杆的第一端固定在支撑体上，第二端与所述加载杆的第二端正对，所述透射杆的第二端与所述加载杆的第二端之间预留有放置试样的试样放置空间。

优选的，其特征在于，还包括第一蓄能飞轮，并且，

所述第一蓄能飞轮的输入端通过第一传动系统与所述伺服电机的输出端相连；

所述第一蓄能飞轮的输出端通过第二传动系统与所述第二蓄能飞轮相连。