(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210692618.3 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 柯臻铮　丁会明　程亮　李江雄　 宋小文　柯映林　 (74)专利代理 机构 杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 专利代理师 周涛　胡红娟 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/06(2006.01) (54)发明名称 一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验 装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种高精度大吨位复合材料 双轴压缩试验装置， 包括四个呈十字分布用于压 缩试样的加载单元， 其特征在于， 位于四个所述 加载单元的轴线交汇处设置有用于放置试样的 支撑平台； 四个所述加载单元顶部设置有对加载 单元进行固定的横梁； 本发明还公开了一种高精 度大吨位复合材料双轴压缩试验 方法。 本发明试 验装置运动精度、 控制精度高， 响应迅速， 能够实 现双轴压缩测试的精准控制加载。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115014961 A 2022.09.06 CN 115014961 A 1.一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 包括四个呈十字分布用于压缩试样 的加载单元， 其特征在于， 位于四个所述加载单元 的轴线交汇处设置有用于放置试样的支 撑平台； 四个所述加载 单元顶部设置有对加载 单元进行固定的横梁。 2.根据权利要求1所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 所述 加载单元包括伺服电机、 与所述伺服电机传动连接的丝杆以及设置于丝杆远离伺服电机一 端的推力座。 3.根据权利要求2所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 所述 加载单元还包括推力平台， 所述推力平台包括固定的滑套以及与所述滑套滑动配合且与所 述丝杆传动连接的滑座。 4.根据权利要求2所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 所述 加载单元还包括主承力件， 所述伺服电机固定在所述主承力件上且所述丝杆转动配合于主 承力件上。 5.根据权利要求2所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 所述 丝杆与推力座之间设置有用于记录反馈加载力数据的力传感器。 6.根据权利要求1所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 还包 括连接垂直方向相邻两加载 单元的滑枕 连接架。 7.根据权利要求1所述的高精度 大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在于， 所述 支撑平台包括导轨、 与所述导轨滑动配合的导轨连接套、 设置于导轨顶部的平台 以及驱动 导轨垂直升降的驱动电机 。 8.根据权利要求1 ‑7任一所述的高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 其特征在 于， 还包括用于支撑所述加载单元和支撑平台的支撑单元， 所述支撑单元通过基座固定于 地面上。 9.一种高精度大吨位复合材 料双轴压缩试验方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)保证试样端面平齐且与试样轴 线垂直， 在试样端部标记试样中心位置， 记录试样尺 寸， 根据应 变片布置方案， 粘贴应 变片， 并对应 变片进行检查； (2)对实验装置状态进行确认， 在实验装置上设置相关测试参数， 设置测试保护， 填写 试样编号和尺寸； (3)将贴片后试样放置于支撑平台上， 调支撑平台高度， 使试样中心与加载单元处于同 一水平面； (4)将加载轴端面与试样端面未接触前的状态定义为 “零”位， 将试样上应变片与应变 仪连通， 对应变仪测试状态进 行调试确认， 使试样轴线与试验装置加载轴线对齐， 然后通过 位移控制使加载轴端面与试样端面接触， 位移控制时以力 传感器读数作为运动终止判定标 准； (5)根据测试 条件， 加载轴以一定的载荷比加载； (6)当任意加载轴载荷出现陡降时， 试验加载测试 过程结束， 记录破坏载荷和位移； (7)取下破坏后测试 试样， 将测试曲线数据拷出， 进行相应数据处 理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115014961 A 2一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及复合材料结构测试技术领域， 具体涉及一种高精度大吨位复合材料双 轴压缩试验 装置及方法。 背景技术 [0002]随着复合材料的应用越来越广泛， 复合材料构件在实际生产应用中面临的工况也 变得复杂。 对于深海复合材料构件， 其主要承载双向压缩应力。 相比于单向应力状态， 双向 应力状态下结构损伤与失效机制变的更为复杂。 因此需要通过试验研究复合材料构件在双 向压缩载荷下的力学响应。 [0003]目前已有的复合材料双轴压缩测试平台主要针对薄板构件， 测试能力一般不超过 250kN， 而目前深海复合材料结构板材厚度已远超30mm， 试验件极限载荷在 1000kN以上,传 统的测试平台已无法满足测试需求。 同时， 复合材料双轴压缩测试对于测试平台的运动精 度、 控制精度要求高， 否则导致结构试样过早的破坏， 而目前已有的针对厚板测试的双轴压 缩测试平台大多采用液压控制， 其两个方向轴的运动的同步性以及响应速度过慢， 从而无 法实现双轴压缩测试的精准控制加载。 [0004]例如公开号为CN111537360A的专利说 明书中公开了一种岩石双轴压缩试验装置， 包括底板， 底板的上侧壁固定安装有固定框和固定板， 固定板的上侧壁固定安装有支撑板， 支撑板的上侧 壁滑动装配有活动框， 活动框的内侧 壁下侧固定安装有支撑块， 固定框的内 腔左侧壁固定安装有侧向支撑块， 固定框的内腔下侧 壁装配有第一活塞， 固定框的内腔右 侧壁装配有第二活塞， 侧向支撑块的右侧 壁与第一活塞的下侧 壁、 第二活塞的左侧 壁均固 定安装有固定块， 活动框的内腔前后侧壁对称固定安装有海绵块。 [0005]或如公开号为CN113933165A的专利说明书中公开了一种复合材料蜂窝夹层结构 双轴加载试验装置， 包括底座、 横向加载机、 纵向加载机、 横向拉伸组件、 横向压缩组件、 纵 向压缩组件和纵向拉伸组件， 横向加载机设置为两个， 两个横向加载机分别设置在底座上。 [0006]上述两种方案均 存在运动 精度、 控制精度低， 响应速度过慢， 无法实现双轴压缩测 试的精准控制加载。 发明内容 [0007]本发明的一个目的在于提供一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 运动 精度、 控制精度高， 响应迅速， 能够实现双轴压缩测试的精准控制加载。 [0008]一种高精度大吨位复合材料双轴压缩试验装置， 包括四个呈十字分布用于压缩试 样的加载单元， 位于四个所述加载单元 的轴线交汇处设置有用于放置试样的支撑平台； 四 个所述加载 单元顶部设置有对加载 单元进行固定的 “井”形横梁。 [0009]本方案中， 四个加载单元分别为X正向加载单元、 X负向加载单元、 Y正向加载单元 和Y负向加载单元， 支撑平台为Z向设置， 可以满足大厚度复合材料单轴、 双轴压缩测试需 求， 同时四个加载单元通过顶部的 “井”形横梁进行固定， 有效的传递了X/Y方向的内力， 保说　明　书 1/4 页 3 CN 115014961 A 3