(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 202211177920.1 (22)申请日 2022.09.27 (71)申请人 太原理工大 学 地址 030002 山西省太原市迎泽西大街79 号太原理工大 学迎西校区 (72)发明人 王涛　赵辰辰　和东平　任忠凯　 孙其美　覃志伟　史汉卿　黄庆学　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 张先蓉 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/10(2006.01) G01N 3/22(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种等静压加载实现负应力三轴度的力学 实验方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种等静压加载实现负应力 三轴度的力学实验方法及装置， 包括以下步骤： 实验准备， 准备实验所需的压缩/拉伸/扭转试 样， 并将压缩/拉伸/扭转试样放入实验设备中； 调整实验设备参数， 设定实验所需静水应力值并 检查设备密封性； 进行静压加载力学实验， 通过 实验设备 以一定速率进行力学压缩/拉伸/扭转 实验； 记录数据， 将实验完成的压缩/拉伸/扭转 试样取出并记录实验数据。 本发 明通过改变试样 所受静水应力的大小进而实现不同应力三轴度 下的力学实验， 实验方法具有较高的可调节性， 可以高效、 准确的实现不同应力三轴度下的压 缩/拉伸/扭转力学实验， 为探索、 验证金属的韧 性断裂机制等相关研究提供了一种可靠、 稳定的 方法。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115266387 A 2022.11.01 CN 115266387 A 1.一种等静压加载实现负应力三轴度的力学实验方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： a、 实验准备： 准备实验所需压缩/拉伸/扭转试样， 并将压缩/拉伸/扭转试样放入实验 设备中； b、 调整实验设备参数： 设定实验所需静水应力值并检查实验设备密封性； c、 进行静压加载力学实验， 通过试样设备改变试样的静水应力并进行力学压缩/拉伸/ 扭转实验； d、 记录数据： 将实验完成的压缩/拉伸/扭转试样取 出并记录实验数据。 2.根据权利要求1所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验方法， 其特征在于： 步骤c中所述的静水应力计算公式为： ； 式中： 为静水应力， 分别为第一、 二、 三主应力； Von‑Mises等效应力的计算公式为： ； 式中： 为Von‑Mises等效应力， 分别为第一、 二、 三主偏应力； 应力三轴度的计算公式为： 。 3.一种实现权利要求1 ‑2任意一项所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验方 法的装置， 其特征在于： 该装置为所述实验设备， 所述实验设备包括机架 （1） ， 所述机架 （1） 的底部与底座 （9） 固接， 所述底座 （9） 上固接有压力容器 （3） ， 所述机架 （1） 内固接有升降台 （5） ， 所述升降台 （5） 位于所述压力容器 （3） 的顶部， 所述升降台 （5） 的底面固接有传动杆 （6） ， 所述传动杆 （6） 的底部固接有力学杆件 （7） ， 所述力学杆件 （7） 的底部伸入所述压力容 器 （3） 内， 所述压力 容器 （3） 内设有液体介质 （11） ， 所述压力容器 （3） 远离所述传动 杆 （6） 的 一侧滑动连接有静压 压杆 （13） 。 4.根据权利要求3所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于： 所述压力容器 （3） 的顶 面安装有端盖 （2） ， 所述力学杆件 （7） 贯穿所述端盖 （2） 并伸入 所述压 力容器 （3） 内。 5.根据权利要求4所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于： 所述压力容器 （3） 的侧壁设有观察窗 （4） 。 6.根据权利要求5所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于： 所述压力容器 （3） 的侧壁设有压力显示器 （8） ， 所述压力显示器 （8） 位于所述观 察窗 （4） 的顶 部。 7.根据权利要求3所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于： 所述液体介质 （1 1） 为水或甘油。 8.根据权利要求4所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115266387 A 2所述力学杆件为压缩杆 （10） ， 所述压缩杆 （10） 穿过所述端盖 （2） 并与所述传动杆 （6） 固接， 所述压缩杆 （10） 位于所述压力容器 （3） 内的一端与所述压缩试样 （12） 相适配。 9.根据权利要求4所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在于： 所述力学杆件 （7） 为拉伸杆 （14） ， 所述拉伸杆 （14） 穿过所述端盖 （2） 并与所述传动 杆 （6） 固 接， 所述拉伸杆 （14） 位于所述压力容器 （3） 内的一端与所述拉伸试样 （15） 相适配。 10.根据权利要求4所述的等静压加载实现负应力三轴度的力学实验装置， 其特征在 于： 所述力学杆件 （7） 为扭转杆 （16） ， 所述扭转杆 （16） 穿过所述端盖 （2） 并与所述传动杆 （6） 固接， 所述扭转杆 （16） 位于所述压力容器 （3） 内的一端与所述扭转试样 （17） 相适配。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115266387 A 3