一种真三轴试验机变预应力刚性机架的制作方法

1.本实用新型涉及三轴试验机装置技术领域，具体为一种真三轴试验机变预应力刚性机架。


背景技术：

2.真三轴试验机可以测试花岗岩、泥石等材料的结构强度，适用于地球热能方向的研究、水文学、石油资源和矿产开发、地球物理和岩土工程技术领域。
3.真三轴试验机对立方体式样的岩石施加压力过程中，试验机机架会因岩石的反作用力发生形变甚至破裂，导致岩石等材料的结构强度检测数据存在误差甚至错误，现有技术中的机架不具备抵消应变力的结构，导致试验机的使用存在一定的弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种真三轴试验机变预应力刚性机架，其内部设置有两组预应力施加件，通过对刚性机架施加预应力从而减小测试岩石结构强度时机架受到的应变力，增加试验机对岩石等材料结构强度检测数据的准确性，同时本机架内部还设置有检测液压缸形变程度的检测器，避免对岩石施加压力的过程中液压缸受应力损坏，同时通过液压缸的形变程度可进一步减小岩石结构强度测量数据的误差，可以有效解决背景技术中的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种真三轴试验机变预应力刚性机架，包括承力框架，所述承力框架呈箱体状，所述承力框架的侧面均匀设置有第一预应力施加件，所述第一预应力施加件包括预应力筋，所述预应力筋的两端均滑动设置有固定在承力框架外侧的固定板，且预应力筋的两端均开设有螺纹，所述预应力筋外侧螺纹连接有定位螺母。
6.所述承力框架底侧固定有放置板，且承力框架的下侧设置有对其支撑的支撑件，所述承力框架侧面设置有若干组测试件，且承力框架侧面固定有对测试件施加预应力的第二预应力施加件。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一预应力施加件至少设置有三组，三组第一预应力施加件分别位于承力框架的长、宽、高位置处，且每组第一预应力施加件包括四根预应力筋。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述测试件包括固定在承力框架侧面的支撑柱，所述支撑柱远离承力框架的一端固定有安装板，所述安装板侧面设置有若干组电动液压缸，所述电动液压缸的伸缩端固定有位于承力框架内的挤压板，所述承力框架外侧安装有开关组，所述电动液压缸的输入端与开关组的输出端电连接，所述开关组的输入端与外部电源的输出端电连接。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安装板的侧面固定有对电动液压缸形变程度进行检测的形变检测器，所述形变检测器的输入端与开关组的输出端电连接。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第二预应力施加件包括固定在承力框架侧面的承力螺杆，所述承力螺杆远离承力框架的一端贯穿并延伸至安装板的外侧，所述承力螺杆位于安装板外侧部分的位置螺纹连接有调节螺母。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安装板与调节螺母之间设置有滑动安装在承力螺杆外侧的定位板。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型示例的真三轴试验机变预应力刚性机架，转动预应力筋两侧的定位螺母挤压承力框架，承力框架受定位螺母约束产生预应力，测试件挤压岩石时，测试件受到岩石的反作用力，反作用力的方向与预应力方向相反，承力框架受到的预应力抵消岩石带给测试件的部分反作用力，从而提高承力框架的结构强度。
14.2、本实用新型示例的真三轴试验机变预应力刚性机架，电动液压缸通过挤压板挤压岩石时，形变检测器对电动液压缸的形变程度进行检测，避免电动液压缸受到的作用力过大导致形变幅度较大而损坏，同时，电动液压缸受力发生形变的幅度便于进一步计算作用在岩石上的压力，从而提高岩石结构强度测量的数据。
15.3、本实用新型示例的真三轴试验机变预应力刚性机架，转动承力螺杆侧面的调节螺母对安装板施加预应力，电动液压缸通过挤压板挤压岩石时，电动液压缸受到岩石的反作用力作用在安装板上，第二预应力施加件施加的预应力方向与安装板受到的反作用力方向相反，预应力抵消安装板受到的部分反作用力，从而提高安装板的结构强度，定位板将受到的预应力和反作用力分散在安装板上，避免安装板某一位置受到的力较大导致安装板弯折或破损。
16.4、本实用新型示例的真三轴试验机变预应力刚性机架，其内部设置有两组预应力施加件，通过对刚性机架施加预应力从而减小测试岩石结构强度时机架受到的应变力，增加试验机对岩石等材料结构强度检测数据的准确性，同时本机架内部还设置有检测液压缸形变程度的检测器，避免对岩石施加压力的过程中液压缸受应力损坏，同时通过液压缸的形变程度可进一步减小岩石结构强度测量数据的误差。
附图说明
17.图1为本实用新型结构示意图；
18.图2为本实用新型的正视结构示意图；
19.图3为本实用新型剖去另外两轴向测试件后的结构示意图；
20.图4为本实用新型中轴向测试件的结构示意图；
21.图5为本实用新型中承力框架的结构示意图。
22.图中：1承力框架、2放置板、3支撑件、4固定板、5预应力筋、6定位螺母、7支撑柱、8安装板、9电动液压缸、10挤压板、11形变检测器、12承力螺杆、13调节螺母、14定位板、15开关组。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：一种真三轴试验机变预应力刚性机架，包括承力框架1，承力框架1呈箱体状，承力框架1的侧面均匀设置有第一预应力施加件，第一预应力施加件对承力框架1施加预应力，提高承力框架1的结构强度，第一预应力施加件包括预应力筋5，预应力筋5的两端均滑动设置有固定在承力框架1外侧的固定板4，且预应力筋5的两端均开设有螺纹，预应力筋5外侧螺纹连接有定位螺母6。
25.承力框架1底侧固定有放置板2，放置板2对放置在承力框架1内的岩石、花岗岩等进行支撑定位，且承力框架1的下侧设置有对其支撑的支撑件3，支撑件3增大放置板2的结构强度，便于在竖直轴向上对岩石结构强度进行测量，承力框架1侧面设置有若干组测试件，测试件即为对岩石施加力的组件，且承力框架1侧面固定有对测试件施加预应力的第二预应力施加件，第二预应力施加件用于提高测试件的结构强度。
26.转动预应力筋5两侧的定位螺母6挤压承力框架1，承力框架1受定位螺母6约束产生预应力，测试件挤压岩石时，测试件受到岩石的反作用力，反作用力的方向与预应力方向相反，承力框架1受到的预应力抵消岩石带给测试件的部分反作用力，从而提高承力框架1的结构强度。
27.第一预应力施加件至少设置有三组，三组第一预应力施加件分别位于承力框架1的长、宽、高位置处，承力框架1三轴方向受到的力均可被第一预应力施加件施加的预应力抵消，保证承力框架1的结构强度，且每组第一预应力施加件包括四根预应力筋5，四根预应力筋5位于承力框架1的四个边角处，承力框架1受到的预应力或作用力被预应力筋5分散在其外侧，避免承力框架1某处受到的预应力或作用力过大导致其损坏。
28.测试件包括固定在承力框架1侧面的支撑柱7，支撑柱7远离承力框架1的一端固定有安装板8，承力框架1通过支撑柱7对安装板8支撑，安装板8侧面设置有若干组电动液压缸9，电动液压缸9的伸缩端固定有位于承力框架1内的挤压板10，承力框架1外侧安装有开关组15，电动液压缸9的输入端与开关组15的输出端电连接，开关组15的输入端与外部电源的输出端电连接，电动液压缸9通过挤压板10对岩石施加压力从而测试岩石的结构强度。
29.安装板8的侧面固定有对电动液压缸9形变程度进行检测的形变检测器11，形变检测器11包括但不限制为摄像头或三维激光扫描仪，形变检测器11的输入端与开关组15的输出端电连接，电动液压缸9通过挤压板10挤压岩石时，形变检测器11对电动液压缸9的形变程度进行检测，避免电动液压缸9受到的作用力过大导致形变幅度较大而损坏，同时，电动液压缸9受力发生形变的幅度便于进一步计算作用在岩石上的压力，从而提高岩石结构强度测量的数据。
30.第二预应力施加件包括固定在承力框架1侧面的承力螺杆12，承力螺杆12远离承力框架1的一端贯穿并延伸至安装板8的外侧，承力螺杆12位于安装板8外侧部分的位置螺纹连接有调节螺母13，安装板8与调节螺母13之间设置有滑动安装在承力螺杆12外侧的定位板14。
31.转动承力螺杆12侧面的调节螺母13对安装板8施加预应力，电动液压缸9通过挤压板10挤压岩石时，电动液压缸9受到岩石的反作用力作用在安装板8上，第二预应力施加件施加的预应力方向与安装板8受到的反作用力方向相反，预应力抵消安装板8受到的部分反
作用力，从而提高安装板8的结构强度，定位板14将受到的预应力和反作用力分散在安装板8上，避免安装板8某一位置受到的力较大导致安装板8弯折或破损。
32.本实用新型中所使用的电动液压缸9、形变检测器11和开关组15等均为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。
33.在使用时：
34.对岩石结构强度测量前，先对第一预应力施加件、第二预应力施加件施加预应力；
35.转动预应力筋5两侧的定位螺母6挤压承力框架1，承力框架1受定位螺母6约束产生预应力，测试件挤压岩石时，测试件受到岩石的反作用力，反作用力的方向与预应力方向相反，承力框架1受到的预应力抵消岩石带给测试件的部分反作用力，从而提高承力框架1的结构强度；
36.转动承力螺杆12侧面的调节螺母13对安装板8施加预应力，电动液压缸9通过挤压板10挤压岩石时，电动液压缸9受到岩石的反作用力作用在安装板8上，第二预应力施加件施加的预应力方向与安装板8受到的反作用力方向相反，预应力抵消安装板8受到的部分反作用力，从而提高安装板8的结构强度，定位板14将受到的预应力和反作用力分散在安装板8上，避免安装板8某一位置受到的力较大导致安装板8弯折或破损；
37.电动液压缸9通过挤压板10挤压岩石时，形变检测器11对电动液压缸9的形变程度进行检测，避免电动液压缸9受到的作用力过大导致形变幅度较大而损坏，同时，电动液压缸9受力发生形变的幅度便于进一步计算作用在岩石上的压力，从而提高岩石结构强度测量的数据。
38.本真三轴试验机变预应力刚性机架，其内部设置有两组预应力施加件，通过对刚性机架施加预应力从而减小测试岩石结构强度时机架受到的应变力，增加试验机对岩石等材料结构强度检测数据的准确性，同时本机架内部还设置有检测液压缸形变程度的检测器，避免对岩石施加压力的过程中液压缸受应力损坏，同时通过液压缸的形变程度可进一步减小岩石结构强度测量数据的误差。
39.本实用新型中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。