一种动三轴试验系统的制作方法

1.本技术涉及动三轴试验设备技术领域，具体涉及一种动三轴试验系统


背景技术：

2.动三轴试验系统是研究路面材料力学性能及测试路面结构设计力学参数的重要手段，如沥青混合料、水泥基材料及级配碎石的模量、强度、泊松比、疲劳等参数均是路面结构设计的重要设计参数。材料参数测试的准确与否，极大地影响到路面结构设计结果的可靠性，因此需要精度高、性能稳定的测试设备来开展路面方向的科研及教学测试工作。
3.现有技术中的动三轴试验设备可参考号cn202211224552.1、cn201910506041.0和cn202011255355.7等现有技术文献所示，动三轴试验设备在制造高低温环境的系统存在能量损失较大的问题，且试样的围压加压设备存在较大的误差干扰。可见现有技术中的动三轴试验设备的结构设计还不够完善，这些问题都会导致最终动三轴试验设备的实验有所偏差。
4.因此，如何提供一种功能完备、结构完善的动三轴试验设备是本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供一种集成了高低温、压缩载荷、拉伸载荷、围压载荷耦合加载功能的一体多功能动三轴试验机。
6.为实现上述目的，本技术提供一种动三轴试验系统，包括：
7.主机系统，包括用于放置待测试样的围压室；
8.调压系统，用于连通围压室并调节其内部压力；
9.拉压试验机构，部分设置于围压室内，用于拉伸或压缩待测试样并收集拉压试验数据；
10.伺服油源，连接拉压试验机构和调压系统，以实现动力供应；
11.调温系统，包括设置于围压室内部的循环调温管路和与循环调温管路连接的液体温控系统。
12.在一些实施例中，拉压试验机构包括：轴向力传感器、试样夹具和伺服作动器；
13.轴向力传感器设置于围压室顶板的内壁，伺服作动器设置于围压室底板的外侧，且伺服作动器的第一活塞杆伸入至围压室内；
14.试样夹具设置于轴向力传感器底面与第一活塞杆的端部之间，用于安装待测试样；
15.伺服作动器可通过伸缩第一活塞杆带动待测试样伸缩。
16.在一些实施例中，试样夹具设置为压缩夹具或者拉伸夹具；
17.压缩夹具包括加载头、上压头、下压头和热缩套；上压头和下压头分别限位待测试样的两端，热缩套用于包裹在待测试样外侧，以将其与上压头和下压头固定限位；加载头设
置于上压头顶部，加载头连接轴向力传感器底面，下压头底面连接第一活塞杆的端部；
18.拉伸夹具包括：拉杆和万向卡挂接头；拉杆分别连接于待测试样的两端，且拉杆的另一端分别装配有一个万向卡挂接头；
19.其中一个万向卡挂接头连接轴向力传感器底面，另一个万向卡挂接头连接第一活塞杆的端部。
20.在一些实施例中，拉压试验机构还包括：上固定环、下固定环、第一位移传感器和第二位移传感器；
21.上固定环和下固定环分别套设在试样夹具两端的外周；
22.第一位移传感器跨接在上固定环和下固定环上，用于测量待测试样轴向形变量；
23.第二位移传感器用于通过链条工装缠绕在待测试样外周并测量其径向形变量。
24.在一些实施例中，伺服作动器还包括：缸筒，第一活塞杆伸入至缸筒内的一端将缸筒内部分隔为两个油腔，两个油腔外侧分别连接有一个第一伺服阀；伺服油源与两个第一伺服阀分别连通，第一伺服阀可通过控制油腔之间的压力差实现第一活塞杆的伸缩驱动。
25.在一些实施例中，围压室包括侧面开口的腔体和转动连接在腔体上的端盖；端盖用于密封腔体开口，且在腔体的开口边沿设置有密封圈；
26.循环调温管路设置于腔体内部和端盖的内壁上；循环调温管路的端部连通至外侧的液体温控系统。
27.在一些实施例中，围压室内设置有温度传感器；液体温控系统包括：液箱、加热系统、制冷系统和循环泵；液箱用于存储导热介质；液箱与加热系统、制冷系统和循环调温管路通过连通管路分别连通，循环泵设置在连通管路上。
28.在一些实施例中，调压系统包括：伺服油缸和套设在伺服油缸外侧的增压工程缸；增压工程缸的腔体通过连通管连通围压室，在增压工程缸的端口处设置有压力传感器；
29.伺服油缸的第二活塞杆一端伸入至增压工程缸腔体内部，且可沿腔体内壁升降从而调节围压室内部压力。
30.在一些实施例中，第二活塞杆的第一端伸入至增压工程缸腔体内，且在端部设置有压缩平台；第二活塞杆的第二端伸入至伺服油缸的外侧，且在端部设置有第三位移传感器；第二活塞杆的中部围绕设置有分隔板，分隔板将伺服油缸内部分隔设置为第一腔室和第二腔室；
31.第一腔室和第二腔室上分别连接有两个第二伺服阀，伺服油源与两个第二伺服阀分别连通，第二伺服阀可通过控制第一腔室和第二腔室之间的压力差实现第二活塞杆的升降。
32.在一些实施例中，调压系统还包括：与围压室连通的蓄能器组，蓄能器组用于存储压力介质实现稳压。
33.相对于上述背景技术，本技术设置有主机系统、调压系统、拉压试验机构、伺服油源和调温系统。主机系统包括用于放置待测试样的围压室。调压系统用于连通围压室并调节其内部压力。拉压试验机构的一部分设置于围压室内用于拉伸或压缩待测试样并收集拉压试验数据，另一部分设置于围压室外用于实现伸缩驱动。伺服油源与拉压试验机构和调压系统分别连接，从而为二者提供动力源和加压源。调温系统包括设置于围压室内部的循环调温管路和与循环调温管路连接的液体温控系统。本技术所提供了一种集成了压缩加载
或拉伸加载功能、高低温环境模拟功能、围压加载耦合加载功能的动三轴试验系统。实现了围压载荷平稳加载，伸缩载荷动态加载的技术效果，传感器内置安装消除了对测力干扰因素，使的测力更为精准。且可实现快速达到试验温度的同时还保证温度的均匀性。可以模拟待测试样在不同温度，不同载荷工况下的力学性能测试试验。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1为本技术实施例所提供的动三轴系统的结构示意图；
36.图2为本技术实施例所提供的主机系统的结构示意图；
37.图3为本技术实施例所提供的压缩夹具与待测试样的装配示意图；
38.图4为本技术实施例所提供的拉伸夹具与待测试样的装配示意图；
39.图5为本技术实施例所提供的围压室的结构示意图；
40.图6为本技术实施例所提供的液体温控系统与围压室的连接示意图；
41.图7为本技术实施例所提供的调压系统的结构示意图；
42.图8为本技术实施例所提供的调压系统与围压室的连接示意图。
43.其中：
44.1-主机系统、11-围压室、111-腔体、112-端盖、113-密封圈、12-轴向力传感器、13-伺服作动器、131-第一伺服阀、14-压缩夹具、141-加载头、142-上压头、143-下压头、144-热缩套、15-拉伸夹具、151-拉杆、152-万向卡挂接头、16-上固定环、17-下固定环、18-第一位移传感器、19-第二位移传感器、
45.2-待测试样、3-伺服油源、4-循环调温管路、5-液体温控系统、51-液箱、52-循环泵、53-加热器、54-蒸发器、55-压缩机、56-冷水冷凝器、6-箱体、61-伺服油缸、62-增压工程缸、63-连通管、631-压力传感器、64-压缩平台、65-第三位移传感器、66-分隔板、67-第二伺服阀、7-蓄能器组、8-电控单元。
具体实施方式
46.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
47.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
48.参考说明书附图1和附图2，附图1为本技术实施例所提供的动三轴系统的结构示意图；
49.图2为本技术实施例所提供的主机系统的结构示意图，一种动三轴试验系统，包括：主机系统1、调压系统、拉压试验机构、伺服油源3和调温系统。上述主机系统1包括用于
放置待测试样2的围压室11。上述调压系统用于连通上述围压室11并调节其内部压力。拉压试验机构的一部分设置于上述围压室11内用于拉伸或压缩上述待测试样2并收集拉压试验数据，另一部分设置于围压室11外用于实现伸缩驱动。上述伺服油源3与上述拉压试验机构和上述调压系统分别连接，从而为二者提供动力源和加压源。另，在本技术中，拉压试验数据具体所指代的是待测试样2在拉压试验过程中的变形数据。
50.上述调温系统包括设置于上述围压室11内部的循环调温管路4和与上述循环调温管路4连接的液体温控系统5。
51.本技术所提供了一种集成了压缩加载或拉伸加载功能、高低温环境模拟功能、围压加载耦合加载功能的动三轴试验系统。实现了围压载荷平稳加载，伸缩载荷动态加载的技术效果，传感器内置安装消除了对测力干扰因素，使的测力更为精准。且可实现快速达到试验温度的同时还保证温度的均匀性。可以模拟待测试样2在不同温度，不同载荷工况下的力学性能测试试验。
52.可预见的是，本技术还设置有常规的电控单元8和计算机软件单元。电控单元8用于接收调压系统、拉压试验机构、伺服油源3和调温系统反馈的数据，并在上传到计算机软件读取和存储的同时，还与命令给定信号比较，将此差值信号放大后送各个系统实现动静加载。
53.进一步地，上述拉压试验机构包括：轴向力传感器12、试样夹具和伺服作动器13。上述轴向力传感器12设置于上述围压室11顶板的内壁，上述伺服作动器13设置于上述围压室11底板的外侧，且上述伺服作动器13的第一活塞杆伸入至上述围压室11内。将轴向测力传感器12安装在围压室11内，消除了围压、作动器第一活塞杆摩擦力等对测力干扰因素，使的测力更为精准。上述试样夹具设置在上述轴向力传感器12底面与上述第一活塞杆的端部之间。试样夹具用于安装限位待测试样2。上述伺服作动器13可通过伸缩上述第一活塞杆带动上述待测试样2伸缩，通过高频响的伺服作动器13实现动态加载。
54.在具体使用时，上述第一活塞杆移动压缩试样夹具和待测试样2时，将压合在待测试样2上产生压向轴向力；反之，第一活塞杆移动拉伸试样夹具和待测试样2时，将拉伸待测试样2上产生拉向轴向力。轴向力由轴向力传感器12测量并将信号传输至电控单元8。
55.进一步地，参考说明书附图3和附图4，图3为本技术实施例所提供的压缩夹具与待测试样的装配示意图、图4为本技术实施例所提供的拉伸夹具与待测试样的装配示意图，可知上述试样夹具设置为压缩夹具14或者拉伸夹具15，二者无法同时使用，进行两种实验时需要更换夹具类型。
56.上述压缩夹具14包括加载头141、上压头142、下压头143和热缩套144。上述上压头142和上述下压头143分别限位上述待测试样2的两端，上述热缩套144用于包裹在上述待测试样2外侧并将待测试样2与上述上压头142和上述下压头143箍成一体。上述加载头141设置于上述上压头142顶部，上述加载头141连接上述轴向力传感器12底面，加载头141稳固上压头142与传感器的连接，并且传递轴向力。其中，加载头141的底面与上压头142的顶面可呈球面配合形式安装，加载头141面向上压头142的表面设置为凸起球面，上压头142面向加载头141的表面设置为凹陷球面，二者相互配合，确保上压头142将待测试样2的轴向力均匀的通过加载头141传递给轴向力传感器12，增加数据的准确性。上述下压头143底面连接上述第一活塞杆的端部。在另一种实施例中，试样夹具设置为拉伸夹具15，包括：拉杆151和万
向卡挂接头152。上述拉杆151分别连接于上述待测试样2的两端，且上述拉杆151的另一端分别装配有一个上述万向卡挂接头152；
57.其中一个上述万向卡挂接头152连接上述轴向力传感器12底面，另一个上述万向卡挂接头152连接上述第一活塞杆的端部。
58.在本技术的一种实施例中，上述拉杆151通过焊接胶粘合固定在待测试样2的两端，在不损伤试样结构的前提下实现稳固限位。
59.需要注意的是，拉杆151与万向卡挂接头152的装配结构可参考现有技术设置，二者的配合可消除拉伸过程中由于拉伸方向不同轴产生的弯矩力，从而确保测量数据准确。
60.进一步地，上述拉压试验机构还包括：测变形机构，其中测变形机构包括上固定环16、下固定环17、第一位移传感器和第二位移传感器。
61.上述上固定环16和上述下固定环17分别套设在上述试样夹具两端的外周。上述第一位移传感器18跨接在上述上固定环16和上述下固定环17上，用于测量上述待测试样2轴向形变量。上述第二位移传感器19通过链条工装缠绕在上述待测试样2外周并测量其径向形变量。
62.在本技术的一种实施例中，链条工装围绕在待测试样2外周，而第二位移传感器19结构设置于链条工装上，通过检测链条工装的径向形变量等效检测待测试样2的径向形变量。其中，链条工装的具体结构和设置方式可参考现有技术，本文不再展开。
63.以待测试样2设置为圆柱形试样举例：在试样夹具设置为压缩夹具14时，上固定环16和下固定环17分别套设在上压头142和下压头143的外侧，在压缩时，第一位移传感器用于测量上固定环16和下固定环17之间的轴向位移变化，此数据与待测试样2的轴向形变数据等效。而第二位移传感器通过链条工装缠绕安装在热缩套144外侧，用于测量压缩时待测试样2的径向形变数据。
64.在试样夹具设置为拉伸夹具15时，上固定环16和下固定环17可分别套设在上下两个拉杆151贴合待测试样2位置的外周面，从而测量拉伸时待测试样2的轴向位移数据。
65.而第二位移传感器通过链条工装安装在待测试样2周面上，并测量其拉伸时的径向形变数据，为避免第二位移传感器从伸缩后的待测试样2表面脱落，第一位移传感器和第二位移传感器均可参考现有技术中的lvdt位移传感器进行设置。两个第二位移传感器的检测端分别设置在链条工装两端，链条工装缠绕在待测试样2周面，在两个第二位移传感器之间设置有弹性连接件，当待测试样2的径向拉伸减小后，弹性连接件的弹性力将自动拉近两个第二位移传感器，确保在试样拉伸后第二位移传感器仍可持续贴合缠绕在待测试样2周面上。当然，可预见的是，为实现上述的同等检测效果，其他现有技术中的位移传感器同样可以适用，本文不再展开。
66.进一步地，上述伺服作动器13还包括：缸筒，上述第一活塞杆伸入至上述缸筒内的一端将上述缸筒内部分隔为两个油腔，两个上述油腔外侧分别连接有一个第一伺服阀131；上述伺服油源3与两个上述第一伺服阀131分别连通，上述第一伺服阀131可通过控制上述油腔之间的压力差实现上述第一活塞杆的伸缩驱动。
67.在具体使用时，两个油缸压差产生的压力作用到活塞后产生轴向力，电控单元8将第一伺服阀131的电信号与轴向力传感器12反馈的电信号进行比较，将此差值信号放大后送至第一伺服阀131，把电信号转变为油的流量，进而控制伺服作动器13。
68.进一步地，参考说明书附图5，图5为本技术实施例所提供的围压室的结构示意图，上述围压室11包括侧面开口的腔体111和转动连接在上述腔体111上的端盖112；上述端盖112用于密封上述腔体开口，且在上述腔体111的开口边沿设置有密封圈113。上述端盖112可通过高强度螺栓与腔体111密封闭合，从而避免围压室11内部压力泄漏。
69.上述循环调温管路4设置于上述腔体111内部和上述端盖112的内壁上，上述循环调温管路4用于流通导热介质，该管路的设计能在承受围压室11内部压力的前提下保持耐高低温效果。上述循环调温管路4的端部连通至外侧的液体温控系统5，液体温控系统5用于循环供应导热介质。
70.进一步地，参考说明书附图6，图6为本技术实施例所提供的液体温控系统与围压室的连接示意图，上述围压室11内设置有温度传感器；上述液体温控系统5包括：液箱51、加热系统、制冷系统和循环泵52；上述液箱51用于存储导热介质；上述液箱51与上述加热系统、制冷系统和上述循环调温管路4通过连通管路分别连通，上述循环泵设置在上述连通管路上。
71.在本技术的一种实施例中，加热系统包括加热器53，制冷系统包括蒸发器54、压缩机55和冷水冷凝器56。液体温控系统5将导热介质油进行加热和冷却，且利用内置的温控模块和围压室11内的温度传感器进行双pid控制，然后再将其输送到围压室11内，实现对待测试样2环境温度模拟。
72.当高温试验时，液箱51用于存储导热介质油，循环泵52将液箱51内导热介质油输送到加热器53液箱，再加热后至目标温度后由循环泵52输送到围压室11进行循环回到液箱51，围压室11内温度达到设定温度后油路关闭，另一路通围压室11内循环管路的油路开启，然后利用围压室11内温度传感器和温控机加热液箱51测温传感器双pid控制，保证围压室11内温度保持在目标温度。
73.当进行低温试验时循环泵52将液箱51导热介质油输送到制冷液箱51，制冷液箱51的油再由制冷循环泵52循环制冷，制冷原理为：压缩机55吸入制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体，高压高温气体经冷水冷凝器56冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器54，吸收蒸发器54内的导热介质油的热量使导热介质油温度下降；蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机55中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的，然制冷后的导热介质油输送到围压室11，温度控制原理与高温试验原理一样。
74.可见本系统采用液体温控系统5对围压介质进行制冷或制热，该温控机出油口分两路，一路直接通围压室11，试验时首先将达到目标温度的导热介质油输送近围压室内进行循环，实现围压室11内温度瞬间达到试验设定温度，然后关闭此通路；而另一路通围压室内的循环调温管路4开始循环保证围压室11内温度保持在试验温度。
75.本液体温控系统5直接对围压介质进行制冷或制热，且利用内置的温控模块进行双pid控制，实现快速达到试验温度的同时还保证温度的均匀性。液体温控系统5内的管路连通方式只需满足上述运行原理即可，其具体的设置细节可参考现有技术，本文不再展开赘述。
76.进一步地，参考说明书附图7和附图8，图7为本技术实施例所提供的调压系统的结构示意图、图8为本技术实施例所提供的调压系统与围压室的连接示意图，可知上述调压系
统设置为液压式增压缸，用于向围压室11内注入液体压力介质，通过对于压缩空间内液体调节压力大小。调压系统包括：箱体6、伺服油缸61和套设在伺服油缸61外侧的增压工程缸62。上述增压工程缸62的腔体通过连通管63连通上述围压室11，在腔体的内部和围压室11内均填充有液体压力介质，在本技术的一种实施例中可直接选用液体温控系统5中的导热介质油作为液体压力介质使用。
77.在上述增压工程缸62的连通端口处设置有压力传感器631，压力传感器631用于在出油口处测量缸内压力。上述伺服油缸61和增压工程缸62设置于箱体6内部，且箱体6上设置有控制二者的控制面板
78.上述伺服油缸61内部的第二活塞杆的一端伸入增压工程缸62腔体内部，通过伺服油缸61工作控制第二活塞杆压缩腔体内部的液体压力介质，进而达到对围压室11内围压的压力控制，当系统在轴向进行动态加载时轴向动载对围压载荷具有动态扰动，此时液压式增压缸62同样采用伺服控制方式，使得围压载荷实现动态跟随，保证围压载荷平稳施加功能。
79.进一步地，上述第二活塞杆的第一端伸入至增压工程缸62的腔体内部，且在第二活塞杆的第一端设置有压缩平台64。在第二活塞杆的中部围绕设置有分隔板66，分隔板66将伺服油缸61内部分隔为上述第一腔室和第二腔室，上述第一腔室和上述第二腔室上分别连接有两个第二伺服阀69，上述伺服油源3与两个上述第二伺服阀69分别连通，上述第二伺服阀69可通过控制上述第一腔室和上述第二腔室之间的压力差实现上述第二活塞杆的升降，并使得压缩平台64压缩腔体内部液体压力介质，实现围压控制。而第二活塞杆的第二端伸出至伺服油缸61的外侧，且在第二活塞杆的第二端设置有第三位移传感器65，上述第三位移传感器65用于检测第二活塞杆的活动数据，从而反馈对于液体压力介质的压缩程度。
80.当然，上述伺服油缸61与增压工程缸62的配合控压结构不仅限于上述一种，参考现有技术设计的结构同样可以适用，本文在此不再赘述。
81.其中，伺服油源3可参考现有技术设置，例如由吸油过滤器、泵、电机、单向阀、溢流阀、换热器、油箱和回油过滤器组成，泵和电机组成的泵组主要将油箱内液压油吸出送入到第一伺服阀131，再由第一伺服阀131控制伺服作动器13，由第二伺服阀69控制调压系统的伺服油缸61。
82.进一步地，上述调压系统还包括：与上述围压室11连通的蓄能器组7，上述蓄能器组7用于存储压力介质实现稳压。尤其在伺服作动器13按一定频率往复加载，即做动态加载时会对围压载荷产生扰动，为保证围压载荷稳定，蓄能器7起到吸振和稳压作用。
83.本调压系统采用液压式增压缸进行围压加载，具有高频响围压跟随加载功能，同时配备蓄能器7组辅助保压，保证围压载荷平稳施加功能。
84.综上，本系统可完成态循环加载试验、疲劳试验、单轴拉伸试验、单轴压缩试验、围压三轴试验、应力路径试验及自定义应力路径等试验，实现一机多用。整个试验过程采用计算机控制，测试过程中可以实时监测荷载的大小或应力大小、位移、变形或应变等相关测试指标，经计算后，可以得到材料的强度、模量、泊松比及疲劳等性能参数。
85.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
86.以上对本技术所提供的动三轴试验系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种动三轴试验系统，其特征在于，包括：主机系统(1)，包括用于放置待测试样(2)的围压室(11)；调压系统，用于连通所述围压室(11)并调节其内部压力；拉压试验机构，部分设置于所述围压室(11)内，用于拉伸或压缩所述待测试样(2)并收集拉压试验数据；伺服油源(3)，连接所述拉压试验机构和所述调压系统，以实现动力供应；调温系统，包括设置于所述围压室(11)内部的循环调温管路(4)和与所述循环调温管路(4)连接的液体温控系统(5)。2.根据权利要求1所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述拉压试验机构包括：轴向力传感器(12)、试样夹具和伺服作动器(13)；所述轴向力传感器(12)设置于所述围压室(11)顶板的内壁，所述伺服作动器(13)设置于所述围压室(11)底板的外侧，且所述伺服作动器(13)的第一活塞杆伸入至所述围压室(11)内；所述试样夹具设置于所述轴向力传感器(12)底面与所述第一活塞杆的端部之间，用于安装所述待测试样(2)；所述伺服作动器(13)可通过伸缩所述第一活塞杆带动所述待测试样(2)伸缩。3.根据权利要求2所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述试样夹具设置为压缩夹具(14)或者拉伸夹具(15)；所述压缩夹具(14)包括加载头(141)、上压头(142)、下压头(143)和热缩套(144)；所述上压头(142)和所述下压头(143)分别限位所述待测试样(2)的两端，所述热缩套(144)用于包裹在所述待测试样(2)外侧，以将其与所述上压头(142)和所述下压头(143)固定限位；所述加载头(141)设置于所述上压头(142)顶部，所述加载头(141)连接所述轴向力传感器(12)底面，所述下压头(143)底面连接所述第一活塞杆的端部；所述拉伸夹具(15)包括：拉杆(151)和万向卡挂接头(152)；所述拉杆(151)分别连接于所述待测试样(2)的两端，且所述拉杆(151)的另一端分别装配有一个所述万向卡挂接头(152)；其中一个所述万向卡挂接头(152)连接所述轴向力传感器(12)底面，另一个所述万向卡挂接头(152)连接所述第一活塞杆的端部。4.根据权利要求3所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述拉压试验机构还包括：上固定环(16)、下固定环(17)、第一位移传感器和第二位移传感器；所述上固定环(16)和所述下固定环(17)分别套设在所述试样夹具两端的外周；所述第一位移传感器(18)跨接在所述上固定环(16)和所述下固定环(17)上，用于测量所述待测试样(2)轴向形变量；所述第二位移传感器(19)通过链条工装缠绕在所述待测试样(2)外周并测量其径向形变量。5.根据权利要求2所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述伺服作动器(13)还包括：缸筒，所述第一活塞杆伸入至所述缸筒内的一端将所述缸筒内部分隔为两个油腔，两个所述油腔外侧分别连接有一个第一伺服阀(131)；所述伺服油源(3)与两个所述第一伺服阀(131)分别连通，所述第一伺服阀(131)可通过控制所述油腔之间的压力差实现所述第一活
塞杆的伸缩驱动。6.根据权利要求1所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述围压室(11)包括侧面开口的腔体(111)和转动连接在所述腔体(111)上的端盖(112)；所述端盖(112)用于密封所述腔体开口，且在所述腔体(111)的开口边沿设置有密封圈(113)；所述循环调温管路(4)设置于所述腔体(111)内部和所述端盖(112)的内壁上；所述循环调温管路(4)的端部连通至外侧的液体温控系统(5)。7.根据权利要求6所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述围压室(11)内设置有温度传感器；所述液体温控系统(5)包括：液箱(51)、加热系统、制冷系统和循环泵(52)；所述液箱(51)用于存储导热介质；所述液箱(51)与所述加热系统、制冷系统和所述循环调温管路(4)通过连通管路分别连通，所述循环泵设置在所述连通管路上。8.根据权利要求1所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述调压系统包括：伺服油缸(61)和套设在伺服油缸(61)外侧的增压工程缸(62)；所述增压工程缸(62)的腔体通过连通管(63)连通所述围压室(11)，在所述增压工程缸(62)的端口处设置有压力传感器(631)；所述伺服油缸(61)的第二活塞杆一端伸入至所述增压工程缸(62)腔体内部，且可沿所述腔体内壁升降从而调节所述围压室(11)内部压力。9.根据权利要求8所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述第二活塞杆的第一端伸入至所述增压工程缸(62)腔体内，且在端部设置有压缩平台(64)；所述第二活塞杆的第二端伸入至所述伺服油缸(61)的外侧，且在端部设置有第三位移传感器(65)；所述第二活塞杆的中部围绕设置有分隔板(66)，所述分隔板(66)将所述伺服油缸(61)内部分隔设置为第一腔室和第二腔室；所述第一腔室和所述第二腔室上分别连接有两个第二伺服阀(67)，所述伺服油源(3)与两个所述第二伺服阀(67)分别连通，所述第二伺服阀(67)可通过控制所述第一腔室和所述第二腔室之间的压力差实现所述第二活塞杆的升降。10.根据权利要求9所述的动三轴试验系统，其特征在于，所述调压系统还包括：与所述围压室(11)连通的蓄能器组(7)，所述蓄能器组(7)用于存储压力介质实现稳压。

技术总结
本申请公开了一种动三轴试验系统，包括：主机系统、调压系统、拉压试验机构、伺服油源和调温系统。主机系统包括用于放置待测试样的围压室。调压系统用于连通围压室并调节其内部压力。拉压试验机构的一部分设置于围压室内用于拉伸或压缩待测试样并收集拉压试验数据。伺服油源与拉压试验机构和调压系统分别连接，从而为二者提供动力源和加压源。调温系统包括设置于围压室内部的循环调温管路和与循环调温管路连接的液体温控系统。本申请所提供了一种集成了压缩加载或拉伸加载功能、高低温环境模拟功能、围压加载耦合加载功能的动三轴试验系统。可以模拟待测试样在不同温度，不同载荷工况下的力学性能测试试验。况下的力学性能测试试验。况下的力学性能测试试验。


技术研发人员：青克尔 潘勤学 杨超 姜舜君 谷春华 吕松涛 张军辉 孙亮
受保护的技术使用者：中机试验装备股份有限公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/15