[发明专利]一种多胞材料复杂加载系统

说明书

本发明公开了一种多胞材料复杂加载系统，主要采用的技术方案为:多个试件装夹装置，试件装夹装置上设置有用于安装固定试件并与试件结构尺寸相匹配的矩形空间结构，每一个试件装夹装置上的矩形空间结构的尺寸均不同并与不同的试件结构尺寸相匹配；加载工况角度调节装置，其包括上部加载工况角度调节装置和下部加载工况角度调节装置，试件装夹装置的上部镶嵌在上部加载工况角度调节装置上并与上部加载工况角度调节装置可拆卸连接，试件装夹装置的下部镶嵌在下部加载工况角度调节装置上；应力监测装置，其镶嵌在下部加载工况角度调节装置上并分别与试件装夹装置的下部和下部加载工况角度调节装置可拆卸连接；数据采集分析装置，其与应力监测装置连接。

技术领域

本发明涉及力学研究技术领域，特别是涉及一种多胞材料复杂加载系统。

背景技术

在多胞材料的力学特性研究中，材料结构在复杂应力状态下的力学行为成为一大研究热点。为了更好的研究材料的力学特性，进行相关复杂应力加载试验验证是必要的。而传统的万能试验机等试验装置对于材料只能进行单向的压缩试验，无法满足复杂应力工况的需求；能够实现复杂加载的试验机，如美国MTS公司制造的平面双轴测试系统，受制于高昂的价格，亦不具备普适性。因此，基于万能试验机的复杂加载系统由此而生。复杂加载系统需要能够对材料结构同时施加至少两个方向的应力，即垂直于加载表面的正应力和平行于加载表面的切应力，且为了适应更多的加载工况，复杂加载系统具备加载角度调节功能，以匹配更多的试验需求。

现有技术的复杂加载系统将试件胶粘在两个带有螺孔的垫块上，通过螺栓将垫块与两块半圆形中间的凹槽连接，在半圆形板边缘上每隔10°开有一个孔，通过螺栓连接上下两个与试验机相连的工装爪，以此实现不同角度的试验需求，试验数据的采集则由试验机上安装的传感器完成。

但是现有技术的复杂加载系统有如下三点不足：

1.试件与装置采用胶粘连接，胶粘过程中胶层的厚度需要得到控制。胶层太薄，可能导致试验过程中胶粘不牢从而影响试验的完成；胶层太厚将会影响试验结果的精度，同时由于上下胶层厚度不一致，会导致试件的初始位置未能处于系统的中央，无法实现变角度的要求，不利于试验的开展。2.系统的数据采集由试验机上的传感器完成，而复杂加载需要至少两个方向的数据，因此对试验机的传感器提出了一定要求，当试验机的传感器无法同时测量两个方向的数据时，通过乘以角度的三角函数值换算得来的试验数据必然存在较大的误差，不利于研究验证的进行。3.系统中间凹槽的尺寸限制了试件的尺寸。系统只能对与垫块尺寸相差不大的试件进行试验，对试件的普适性较低。因此现有技术的复杂加载系统不能满足本领域技术人员的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多胞材料复杂加载系统，主要目的在于提供一种对多胞材料的多种工况下的复杂加载，并且不依赖于万能试验机上的传感器水平，可以自行完成多轴数据采集工作的多胞材料复杂加载系统。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明的实施例提供一种多胞材料复杂加载系统。其包括：

多个试件装夹装置，所述试件装夹装置上设置有用于安装固定所述试件并与所述试件结构尺寸相匹配的矩形空间结构，每一个所述试件装夹装置上的矩形空间结构的尺寸均不同并与不同的所述试件结构尺寸相匹配；

加载工况角度调节装置，其包括上部加载工况角度调节装置和下部加载工况角度调节装置，所述试件装夹装置的上部镶嵌在所述上部加载工况角度调节装置上并与所述上部加载工况角度调节装置可拆卸连接，所述试件装夹装置的下部镶嵌在所述下部加载工况角度调节装置上；所述上部加载工况角度调节装置和下部加载工况角度调节装置在垂直方向上的角度调节范围均为-50°-50°；