关于高刚性试验机的刚度设计
试验技术与试验机２００２年第４２卷第ｌ、２期一２１—
度分别为Ｆ１／耐与Ｈ／ｎ咖，则公式Ｇ＝ＥＦ１／Ｈ
依次算得载荷框架、加力器、试验台和刚性千
斤顶的刚度吲麓Ｎ・ｎ强＿分别为：
Ｇ１＝２８．００，岛＝２５．７６，
０ｌ∞２００３００４００Ｏ１００２００３∞４加５００
Ａｌ／¨ｍ△ｌ／ｐｍＧ３＝２７３．００，Ｇ４＝４９．４ｌ。
（ａ）（ｂ）则整机刚度：
图２Ｍ１ｓ一３１５・０３型机绘制的岩石试件全程曲线，１１】１、
Ｇ一
２
为了提高整机刚度，载荷位移全程曲线ｏ巧＋石＋巧＋ｉ，‘
上又不致产生回弯现象，必须进一步改善试２（丽＋丽＋万ｆ丽＋石Ｆ石Ｊ。，ｌ１１１一，验机的结构、控制加载和变形速率的方法。
尤其不能采用卸荷的措施。＝１０．１６ＭＮ／ｍｍ
４ＤＧＪ一５∞型试验机的刚度设计这里仅计算了前述四个主要部件，而实
基于对常规试验机和姗一３１５系列高际实验时，载荷框架与加力器、加力器与试验刚性试验机的认识，我们和中国科学院武汉台及刚性千斤顶与载荷框架等三对贴合表面岩土力学研究所合作设计研制了ＤＧＪ一５００问的粗糙度和形位公差的影响并未考虑；因型刚性材料试验机。为了提高整机刚度，除试件规格不同，实验时所用的垫板、模具及荷适当加大各有关主要构件的对应尺寸外，主重传感器等不同带来的影响也未考虑。这是要采取了整体浇铸的封闭式矩形载荷框架和因为前者计算上尚有困难，而后者又不属主加载、变形速率可控的电热内胀式加力器等机之列。若计及这两者的影响，整机刚度必两项重要技术措施。这样，使主机结构非常定更小。事实上，湖北省计量测试研究所对简单：由载荷框架１、加力器２、试验台３和刚该机标定的整机刚度为７．３７ＭＮ／ｍｍ，小于前性千斤顶４等四个部件组成（图３）。各部件述计算值。
间不存在螺钉或螺栓连接，从而突出了载荷４．２加载和变形速率
框架整体封闭的优点，保证了较高的整机刚电热内胀式加力器的加载、变形速率取度；又回避了液压缸中油液可压缩性大的问决于加力器的材质和电加热功率。ＤＧＪ一５００题；有效地控制了加载和变形速率，改善了端型试验机加力器的材料为铝合金ＬＹｌｌ，电加部效应的作用。热功率在ｌｋｗ一８ｋｗ范围内可调。根据标定
资料计算，在空载状态下，加力器的变形和应
变速率分别为：
岫＝３×１０—５Ｎ舢＿Ｉｌ／ｓ
ｖｃ＝５×１０—８Ｎ。ｌ／ｓ
在采用夺ｌＯｏＩｌｌｌｌｌ×１５０ＩＩｌＩＩｌ的４５号钢制试件进
行压力实验时，测得加载速率为：
ｖｎ＝１．２５×１０—４Ｎ心／ｓ
由上述三式可见变形、应变和加载速率
都是电功率Ｎ的线性函数，线性方程斜率的
大小是铝合金的物理性质的反映。于是，可
图３Ｉ）ＧＪ一５００型试验机示意图根据不同岩石类别，不同规格的试件等，通过４．１整机刚度
设部件所用材料的压缩弹性模量为改变加热功率Ｎ，对被实验试件的加载、变形Ｅ／ＭＮ・ＨＨｎ一２，部件的刚度计算横截面积和高速率加以控制。
５ＤＧＪ一５∞型试验机的实验效果
一２２—２００２年第４２卷第ｌ、２期试验技术与试验机在保证整机刚度和加载、变形速率可控从图４、图２可见ＤＧＪ一５００型试验机和的条件下，采用不同类型的岩石规格的试件晒一３１５．０３型试验机一样，能很好地完成进行压力实验，得到图４所示的载荷位移全材料的全程实验。但是，图４的所有全程曲程曲线：线均没有图２所示曲线上那种代表加载卸载
的回弯现象。据此可以断定，全程曲线上出
系４０现回弯不是岩石的固有属性，而是试验机的量３０
“．特性以及横向传感器作用的结果。进而还可
２０以说明ＤＧＪ一５００型试验机的实验结果更加１０真实地反映了岩石的力学性能。
６结论
６Ｖｐｍ１．高刚性试验机应设计成高刚度整体‘ｂ）材井：太理石
赦嚣：ｌ００∞ｘ１０Ｑ∞ｘ１５０４封闭式的矩形载荷框架。
２．采用铝合金作加力器材料和电热加
载，将使得加载、变形速率可控。
３．载荷框架、加力器、试验台和刚性千
斤顶等部件间的贴合表面应有较高的粗糙度
和形位公差。
４．加载功率要做到可调。功率差应尽
（ｃ）村抖：砂岩（ｄ）材井：农岩可能小，以接近连续。
女Ｌ络．１０虹∞ｘｌＯｎ∞。】５０∞规接：１０抽－ｘ１００∞×１５０∞
图４Ｌ）ＧＪ一５００型试验机所作钢、岩石试件全程曲线
（上接第１９页）４结论
当内筒的剪应力小于ｒ。ｍｉ。时，筒内有静浆液流变性是灌浆工艺的主要力学参止区出现，并遵守方程：数，对其进行研究是非常重要的。旋转粘度
ｑ—ｋ＝２ｒｏｈｌｒｏ／ｒｌ＋２ｋｂ（‘’（１１）计是测试流体流变的常用设备，可用其评价对于不同的流变模型，通过具体的数学浆液的流变性。变化可以求出不同的方程，用作图法或专门注：在撰写过程中得到廖国华教授的帮的软件求出粘度，在此不作讨论。助和指导，在此表示深深感谢！
旋转粘度计对于牛顿流体的粘度来讲，参考文献是一种理想的测试仪器，而对于非牛流体而ｌＢｉＩｄＲ．Ｂ，ｓｔ戗珊阻ｎｗ．Ｅ，“９１１蝴Ｅ．Ｎ．（１９６０）．７ｒｌ研ｌｓ．
ｓ∞ｓ，ＮＥＷ
言，存在如下问题：ｐ０ＩｔＰ｝Ｉ∞ｏｍｍａ．Ｗｉｌｅｙａｎｄ
Ｍｅａｇ㈣ｔｓ，Ｅｄｉ吲ｂｙＲｈ∞ｌｏ酉ｃａｌＭｅａ删ｅｒＩｔＹＯＲＫ．２Ｍ．Ｅ．Ｍａｃｋａｙ０ｔｌＳａＨ叫ｅｓ．
（１）剪率的确定问题，非牛流体的剪切率钕嫡ｑｕｅｓｉｎＲｈｅｌｏｇｉｃａｌＡ．Ａ．㈨１ｙｅｒ不能由运动方程直接积分获得，需要加以修ＣＨＡＰＭＡＮ＆ＨＡＩＬ１９９Ｂ。２２５～２５８正。非牛流体偏离牛顿流体的程度越大，修３ｂａｋ付Ｆ．Ｓ鞠ｄＣａ向Ｒ．Ｅ．Ｉｎｔ，ｈｂ．ＪＡＮ．／ＦＥＢ．１９９０，
５４＾＿５９正误差也越大，而且受内外筒的尺度的影４ＬｕｃｋｅｎｂａｃｈＴ．Ａ．ＩｎｔｅＩｎ矗０ｎａｌｂ鼬０ｒｙ．０Ｃｒ．１９９０。
响。１６～２４
（２）测量范围的局限，受扭距弹簧刚度的５ＵｌｆＨａｋ龇ｓ嘲ｌｅｔ８１．Ｇ姒时嚷，ＳｏｉｌＩ删ｅｍｅ呲甑ｄＱ抑一限制，剪切范围一般不超过ｌ∞ｏｓ～。ｓｖｎｔ｝ｌｅ６ｃｅＶＯＬ。１ＥｄｉｔｅｄｂｖＲｏｖＨ。Ｂｏ！ｄ朗１９９２。５４１～５５０
（３）测量两相流体的问题，在离心力的作６袁龙蔚著，流变力学．北京：科学出版杜，１９８６．
７用下，颗粒不可避免地要向离心力方向移动，ｌｈ皤Ａ．Ｖ．ａｎｄｓｈａｎＤ．Ｌ．Ｇｒ叫ｔｉｌｌｇ．Ｉｋｈｎｏｌｏ舒ｉｎｍｎ－
ｎｄｌｉｎｇａｎｄＤ．姗Ｃｏｎｓ自ｎ】ｃｔｉｏｎ．Ａ．Ａ．ＢＡＩＲＥＭＡ，１９９３，１８ｌ～２１３
使测量结果产生误差，并随旋转角速度的增８Ｊ．Ｍｅａｌｖ＆Ｔ．ＵＢｒａｌＪｄｈｅａｄＲｈｅ鲫ｅｈｖｆｂｒＰｒｏｃｅ鹤Ｃ蛳酬．大而增大。ＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎＲｈｅｌ嘶叫Ｍ嘣；ｌｌＨＴ跏ｔｓ．Ｅｄｉ矧ｂｙＡ．Ａ．（Ⅻｙｅｒ．
（４）简壁滑动的影响。ＣＨＡＰＭＡＮ＆ＨＡＩＬ．１９９３．’９８～３３３