一种三轴试验机及试验系统

专利主权项内容

1.一种三轴试验机，其特征在于，包括加载框架、试件盒、底座、六个作动器，其中，所述底座包括轴向框架底座、水平框架底座、试件盒底座，所述轴向框架底座、水平框架底座以及试件盒底座分别设置在三套独立的地基基础上；所述加载框架包括轴向框架、水平框架，所述轴向框架设置于轴向框架底座，水平框架设置于水平框架底座，六个作动器分别设置于轴向框架和水平框架上，六个所述作动器的轴线相交于一点O，六个所述作动器用于向所述试件盒内的试件提供垂直于试件六个表面的六个载荷，使得垂直于试件表面的三个方向上具有独立加载/卸载能力；所述作动器上设置有载荷传感器及行程传感器；所述试件盒固定在所述试件盒底座上，所述试件盒用于安装、定位试件，使得试件的几何中心O＇＇与试件盒的几何中心O＇重合；试件盒可利用试件盒底座调整的水平度和轴向高度，使得试件盒的几何中心O＇与所述点O重合，同时使得试件的任意一个面与任意一个作动器的轴线垂直；所述轴向框架包括上横梁、下横梁以及至少两根立柱，所述立柱相互平行且竖直地设置在下横梁上，所述下横梁连接在所述轴向框架底座上，所述上横梁设置在所述立柱上，并在升降油缸的驱动下可沿立柱上下滑动，滑动到指定位置后通过锁紧油缸锁紧固定；所述水平框架设置于所述上横梁与下横梁之间，所述水平框架由两个水平横向框架和两个水平纵向框架构成回字形结构；六个作动器分别设置于所述上横梁、下横梁、两个水平横向框架以及两个水平纵向框架上；上横梁、下横梁以及水平框架上分别设置有机架变形传感器，水平框架上还设置有定位传感器；所述试件盒为真三轴试件盒，所述真三轴试件盒包括自定心压头、压轴、压块、盒体、盒体支架、试件变形传感器，其中，所述盒体通过上盖、下盖以及侧壁围成长方体或正方体结构；所述盒体的每个面上都设置有一个所述自定心压头，所述自定心压头连接着所述压轴的一端，压轴的另一端穿过盒体，延伸进盒体内部，并连接在所述压块上，所述压块用于压在试件的一个面上；所述自定心压头上设置有预紧螺钉和防转导杆，所述预紧螺钉用于调整内部试件的位置，使得试件的几何中心O＇＇与试件盒的几何中心O＇重合，并将自定心压头预紧在盒体上，所述防转导杆用于防止自定心压头转动，以保持试件的对中效果；所述自定心压头上与作动器相接触的面上设置有球面凹槽，所述球面凹槽用于补偿作动器的加载方向与自定心压头表面的不垂直度误差；所述自定心压头的侧面设置有两个相互对立的传感器支架，所述试件变形传感器的两端分别固定在相互对立的两个自定心压头的传感器支架上，以监测试件在三个方向上的变形值；所述压轴与压块之间通过导向键及止口实现连接；所述盒体设置在所述盒体支架上，所述盒体支架对所述盒体提供支撑作用，盒体支架上设置有若干通孔，所述通孔用于套在试件柱上，从而实现对试件盒的固定。