一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)及流體壓力加載裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)及流體壓力加載裝置，該流體壓力加載裝置包括本體，本體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有試樣容置腔、至少一個(gè)流體介質(zhì)腔，各流體介質(zhì)腔的內(nèi)部均置有活塞，活塞將相應(yīng)流體介質(zhì)腔隔離為兩個(gè)腔室，其中一腔室通過(guò)本體內(nèi)部設(shè)置的油路連通外部液壓介質(zhì)，另一腔室連通試樣容置腔，并且各活塞朝向試樣容置腔的一端可伸至試樣容置腔內(nèi)部；試樣置于加載裝置的本體的內(nèi)部，利用流入流體介質(zhì)腔流體介質(zhì)的壓力推動(dòng)活塞動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)活塞抵靠試樣并施加一定的力于試樣。該加載裝置利用流體壓力實(shí)現(xiàn)力加載，體積比較小，有利于放置在試樣掃描臺(tái)上，并且通過(guò)控制流入流體介質(zhì)腔的流量實(shí)現(xiàn)施加于試樣上力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提高試驗(yàn)效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及試樣掃描
，特別涉及一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)及流體壓力加載裝置。
技術(shù)介紹
工業(yè)CT(ComputedTomography)掃描技術(shù)為分析研究材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供了有效的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段，在相關(guān)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前的工業(yè)CT通常是利用X射線穿透物體斷面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描并借助高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部圖像的重建。其原理是通過(guò)特定的探測(cè)器測(cè)量X射線穿透被檢物體以后的射線強(qiáng)度，同時(shí)完成X射線機(jī)、探測(cè)器與被檢物體之間的掃描運(yùn)動(dòng)，從而獲得重建CT圖像所需的完整數(shù)據(jù)，最后按照一定的算法利用這些數(shù)據(jù)重建出物體的斷面圖像。但由于工業(yè)CT掃描技術(shù)的本質(zhì)特點(diǎn)，為了得到較好的分辨力，一方面需要盡可能減小射線束焦點(diǎn)大小，這就限制了射線的穿透能力；另一方面還需精心限制試樣的尺寸并確保試樣在掃描期間的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，這就限制了掃描對(duì)象的尺寸規(guī)格。這些限制在很大程度上影響了CT技術(shù)在力學(xué)分析中的應(yīng)用。因?yàn)榱W(xué)實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)加載裝置，而一般的加載裝置通常具有比較大的體量及重量，很難直接置于工業(yè)CT機(jī)中進(jìn)行掃描。故現(xiàn)有技術(shù)中一般采用外部加載，然后再將加載后的試樣放置于CT試驗(yàn)臺(tái)上。這種加載方式精度比較低，并且一旦加載完成，試驗(yàn)試樣的加載載荷是不能調(diào)節(jié)的。對(duì)于均質(zhì)材料，如金屬、橡膠、陶瓷等，可以采用較小的試樣并借助微型加載裝置來(lái)進(jìn)行掃描分析，這就可以確保射線能夠穿透成像并滿足一定的分辨率需求。但對(duì)于巖土材料的力學(xué)加載分析，需要克服以下挑戰(zhàn)：一是試樣不能太小，否則會(huì)受到尺寸效應(yīng)的影響以致無(wú)法得到所需實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而試樣的增大勢(shì)必會(huì)引起加載裝置的增大，從而帶來(lái)射線穿透困難、加載噸位增大、圖像分辨率下降等一系列問(wèn)題；二是加載制度往往比較復(fù)雜，為了模擬巖土材料在實(shí)際工程中的受力狀況，簡(jiǎn)單的單軸拉壓實(shí)驗(yàn)是不夠的，還需進(jìn)行多軸壓縮、滲流、水力壓裂等多種復(fù)雜加載實(shí)驗(yàn)，而且有時(shí)還需進(jìn)行多次加載卸載程序，因此對(duì)加載裝置的實(shí)現(xiàn)及控制有著更高的要求。故，如何提供一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試樣的多方向加載，滿足試驗(yàn)需求，是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的為提供一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)及流體壓力加載裝置，該加載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)試樣的實(shí)時(shí)加載，提高系統(tǒng)模擬準(zhǔn)確性，且可實(shí)現(xiàn)試樣的多方向加載，滿足試驗(yàn)需求。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種流體壓力加載裝置，應(yīng)用于工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，包括本體，所述本體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有試樣容置腔、至少一個(gè)流體介質(zhì)腔，各所述流體介質(zhì)腔的內(nèi)部均置有活塞，所述活塞將相應(yīng)所述流體介質(zhì)腔隔離為兩個(gè)腔室，其中一腔室通過(guò)所述本體內(nèi)部設(shè)置的油路連通外部液壓介質(zhì)，另一腔室連通所述試樣容置腔，并且各所述活塞朝向所述試樣容置腔的一端可伸至所述試樣容置腔內(nèi)部。流體壓力加載裝置將試樣置于本體的內(nèi)部，體積更加緊湊，有利于放置于試樣掃描臺(tái)上，并且通過(guò)控制流入流體介質(zhì)腔的流量實(shí)現(xiàn)施加于試樣上力的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)一步提高試驗(yàn)效率。可選的，所述流體介質(zhì)腔具體為第一流體介質(zhì)腔和第二流體介質(zhì)腔，相應(yīng)所述活塞具體為第一活塞和第二活塞，所述第一活塞置于所述第一流體介質(zhì)腔的內(nèi)部，所述第二活塞置于所述第二流體介質(zhì)腔的內(nèi)部，并且所述第一活塞軸向和所述第二活塞軸向垂直布置。可選的，所述流體介質(zhì)腔還包括第三流體介質(zhì)腔，所述第三流體介質(zhì)腔的內(nèi)部還置有第三活塞，所述第三活塞的軸向、所述第二活塞的軸向、所述第一活塞的軸向構(gòu)成三軸坐標(biāo)系。可選的，沿軸向，所述活塞的第一端面的橫截面尺寸大于第二端面的橫截面尺寸，所述第一端面為朝向所述流體介質(zhì)端部的端面，所述第二端面為朝向所述試樣容置腔端部的端面。可選的，與所述流體介質(zhì)腔相對(duì)的所述本體上還設(shè)置有工藝孔，所述工藝孔的徑向尺寸小于所述流體介質(zhì)腔的徑向尺寸；且還包括與相應(yīng)所述工藝孔匹配的堵塞。可選的，縱截面內(nèi)，所述本體設(shè)置所述流體介質(zhì)腔側(cè)的壁厚大于相對(duì)側(cè)的壁厚。可選的，所述本體還設(shè)置有連通下表面與所述試樣容置腔的通道，以便所述試樣自所述通道置于所述試樣容置腔的內(nèi)部，并且所述通道的入口端還設(shè)置有堵塞。可選的，連通外部流體介質(zhì)源的油口均設(shè)置于所述本體的上端面，各所述油口通過(guò)內(nèi)部油道連通相應(yīng)所述流體介質(zhì)腔。可選的，還包括兩個(gè)連接頭，所述本體的上下兩端部均設(shè)置有法蘭，兩所述連接頭通過(guò)螺栓連接所述本體兩端部的法蘭。可選的，各所述活塞與所述流體介質(zhì)腔之間設(shè)置有密封部件。另外，本專利技術(shù)還提供了一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，包括試驗(yàn)基座以及支撐于所述試驗(yàn)基座的多軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、射線發(fā)生裝置、圖像采集裝置、流體壓力加載裝置，還包括控制裝置；所述流體壓力加載裝置為上述任一項(xiàng)所述的流體壓力加載裝置，當(dāng)進(jìn)行掃描實(shí)驗(yàn)時(shí)，各所述流體壓力加載裝置置于所述多軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)的試樣臺(tái)上，并且根據(jù)試驗(yàn)需求對(duì)所述試樣進(jìn)行不同方向載荷的實(shí)時(shí)加載。因該工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)具有上述流體壓力加載裝置，故也具有流體壓力加載裝置的上述技術(shù)效果。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)一種實(shí)施例中工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專利技術(shù)一種具體實(shí)施例中流體壓力加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)一種實(shí)施例中同步旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為懸臂支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為固定支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為旋轉(zhuǎn)支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)一種實(shí)施例中自動(dòng)繞線器的結(jié)構(gòu)示意圖圖8為自動(dòng)繞線器與試樣臺(tái)的裝配示意圖。其中，圖1至圖8中部件名稱與附圖標(biāo)記之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：射線發(fā)生裝置1、高壓發(fā)生器1b、多軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)2、2e、圖像采集裝置3、流體壓力加載裝置4、本體41、第一活塞42、第一法蘭43、第二法蘭44、第二連接頭45、連接孔45a、第一連接頭46、第二活塞47、試樣容置腔4a、流體介質(zhì)腔4b、工藝孔4c、流體介質(zhì)腔4d、通道4e、同步旋轉(zhuǎn)裝置5、多通道同步高壓旋轉(zhuǎn)器5a、懸臂支架5b、旋轉(zhuǎn)支架5c、固定支架5d、橫梁5b1、端板5b2、第三托板5b3、導(dǎo)軌5b4、滑塊5b5、絲杠5b6、螺母座5b7、立板5b10、軸承5b11、圓管5b12、立柱5d1、底板5d2、肋板5d3、水平托板5d4、肋板5d5、電機(jī)5d7、中心柱5c1、第二托板5c2、肋板5c3、齒輪5c4、軸承5c5、軸承5c6、控制裝置6、自動(dòng)繞線器7、螺紋桿7a、螺母7b、滑塊7c、繞線筒7d、軸承7e、導(dǎo)桿7f、聯(lián)板7g、應(yīng)力應(yīng)變采集裝置8、試驗(yàn)基座9、控制面板10。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的核心為提供一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)及流體壓力加載裝置，該加載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)試樣的實(shí)時(shí)加載，提高系統(tǒng)模擬準(zhǔn)確性，且可實(shí)現(xiàn)試樣的多方向加載，滿足試驗(yàn)需求。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本專利技術(shù)的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1，圖1為本專利技術(shù)一種實(shí)施例中工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本專利技術(shù)提供了一種工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括試驗(yàn)基座9以及支撐于試驗(yàn)基座9上的多軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)2、射線發(fā)生裝置1、圖像采集裝置3、流體壓力加載裝置4、控制裝置6。其中，多軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)2設(shè)有用于放置試樣的試樣臺(tái)，試樣臺(tái)可以根據(jù)試驗(yàn)需求相對(duì)試驗(yàn)基座9轉(zhuǎn)動(dòng)或沿預(yù)定方向運(yùn)動(dòng)，此處所述的預(yù)定方向可以為沿主射線束方向，即前后方向運(yùn)動(dòng)，也可以為水平面內(nèi)垂直于主射線束方向，即左右方向運(yùn)動(dòng)，也可以為豎直面內(nèi)垂直于主射線束方向，即本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種流體壓力加載裝置，應(yīng)用于工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括本體，所述本體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有試樣容置腔、至少一個(gè)流體介質(zhì)腔，各所述流體介質(zhì)腔的內(nèi)部均置有活塞，所述活塞將相應(yīng)所述流體介質(zhì)腔隔離為兩個(gè)腔室，其中一腔室通過(guò)所述本體內(nèi)部設(shè)置的油路連通外部液壓介質(zhì)，另一腔室連通所述試樣容置腔，并且各所述活塞朝向所述試樣容置腔的一端可伸至所述試樣容置腔內(nèi)部。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種流體壓力加載裝置，應(yīng)用于工業(yè)CT掃描試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括本體，所述本體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有試樣容置腔、至少一個(gè)流體介質(zhì)腔，各所述流體介質(zhì)腔的內(nèi)部均置有活塞，所述活塞將相應(yīng)所述流體介質(zhì)腔隔離為兩個(gè)腔室，其中一腔室通過(guò)所述本體內(nèi)部設(shè)置的油路連通外部液壓介質(zhì)，另一腔室連通所述試樣容置腔，并且各所述活塞朝向所述試樣容置腔的一端可伸至所述試樣容置腔內(nèi)部。2.如權(quán)利要求1所述的流體壓力加載裝置，其特征在于，所述流體介質(zhì)腔具體為第一流體介質(zhì)腔和第二流體介質(zhì)腔，相應(yīng)所述活塞具體為第一活塞和第二活塞，所述第一活塞置于所述第一流體介質(zhì)腔的內(nèi)部，所述第二活塞置于所述第二流體介質(zhì)腔的內(nèi)部，并且所述第一活塞軸向和所述第二活塞軸向垂直布置。3.如權(quán)利要求2所述的流體壓力加載裝置，其特征在于，所述流體介質(zhì)腔還包括第三流體介質(zhì)腔，所述第三流體介質(zhì)腔的內(nèi)部還置有第三活塞，所述第三活塞的軸向、所述第二活塞的軸向、所述第一活塞的軸向構(gòu)成三軸坐標(biāo)系。4.如權(quán)利要求2所述的流體壓力加載裝置，其特征在于，沿軸向，所述活塞的第一端面的橫截面尺寸大于第二端面的橫截面尺寸，所述第一端面為朝向所述流體介質(zhì)腔端部的端面，所述第二端面為朝向所述試樣容置腔端部的端面。5.如權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的流體壓力加載裝置，其特征在于，與所述流體介質(zhì)腔相對(duì)的所述本體上還設(shè)置有工藝孔，所述工...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鞠楊，王建強(qiáng)，彭瑞東，毛靈濤，劉紅彬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11