本发明专利技术提供了一种减缓冲击荷载的千斤顶及加载方法。所述的千斤顶包括缸体、上活塞、上活塞杆和下活塞，上活塞将缸体分隔成上油缸和下油缸，上活塞杆从上油缸上端伸出缸体；在上活塞的下端面中部对应开设有下活塞孔，下活塞伸入下活塞孔内，下端通过下活塞杆与下油缸的底面连为一体；在上、下油缸的侧壁分别设有通油孔；在加载前，将上活塞位于缸体中部，用一台油泵同时等流量、等压力向上油缸、下油缸充满低压缩性的液压油，维持一个油缸的液压处于恒定稳压状态，匀速降低另外一个油缸的液压，利用两个油缸的压力差向试体施加荷载。本发明专利技术大幅降低千斤顶常规加载方法产生的冲击荷载，可得到试体破坏后的荷载—变形曲线，尤其是高强度、硬脆性材料。
【技术实现步骤摘要】
一种减缓冲击荷载的千斤顶及加载方法
本专利技术属于固体力学试验领域，涉及力学试验的加载设备，具体是一种减缓冲击荷载的千斤及顶加载方法。
技术介绍
目前，液压千斤顶是固体力学试验的一种常用加载设备，用手动油泵、电动油泵或电液伺服系统向千斤顶下油缸充注液压油，液压使活塞连同活塞杆向外顶出，从而向试体施加拉力或压力。普通的双作用千斤顶，下油缸面积大于上油缸，下油缸通过液压传递荷载至活塞(杆)出力，上油缸作用是使试验后顶出的活塞杆复位，无法承受高压，加载过程中上油缸液压油无油压，阀门处于开启回油状态。在固体力学试验中，对硬脆性材料，当试体极接近极限荷载的破坏瞬间，千斤顶及试验台机架变形能瞬时释放并作用于试体，千斤顶活塞杆在液压作用下向前迅速弹出并冲击破坏后的试体，使其碎片飞溅，存在安全隐患。岩石试件受力发生突然破裂是其内部微破裂产生、扩展和断裂的非线突变现象，主要原因是试验机刚度比岩石试件刚度小或试验机控制精度不高，但为此而生的电液伺服刚性试验机仍不易得到所有岩石破坏后的荷载～变形曲线，尤其是高强度、硬脆性材料的岩石。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种减缓冲击荷载的千斤及顶加载方法，该千斤顶是一种双作用、双出力相等的千斤顶，能够通过两个油缸的压力差使荷载通过低压缩性液压油、活塞和活塞杆传递给试体，当试体破坏的瞬间，降低的荷载通过千斤顶作用活塞传递给卸压油缸，卸压油缸的液压顶托活塞而限制了活塞的顶出，从而大大减缓荷载对试体的冲击。为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种减缓冲击荷载的千斤顶，所述的千斤顶包括所述的千斤顶包括缸体、上活塞、上活塞杆和下活塞，所述上活塞将缸体分隔成上油缸和下油缸，所述上活塞杆置于活塞的上端面，并与上活塞连为一体，上活塞杆从上油缸上端伸出缸体；所述下活塞置于下油缸中心位置，在上活塞的下端面中部对应开设有下活塞孔，下活塞伸入下活塞孔内，下端通过下活塞杆与下油缸的底面连为一体；在上油缸的侧壁设有上通油孔，下油缸的侧壁设有下通油孔。本专利技术进一步的技术方案：所述上活塞杆、下活塞与下活塞杆的直径相等。本专利技术较优的技术方案：所述上活塞与缸体之间设有双向高压密封圈，下活塞与下活塞孔之间设置密封圈，下活塞杆中间设置有贯通的气孔，气孔穿过下活塞、下活塞杆以及油缸底座与大气联通。为了达到上述技术目的，本专利技术还提供了一种减缓冲击荷载的千斤顶加载方法，其特征在于使用上述减缓冲击荷载的千斤顶进行加载，千斤顶的上活塞杆作用于试体表面，其具体步骤如下：(1)在加载前，将千斤顶的上活塞置于油缸中间，用一台油泵同时向千斤顶的上油缸和下油缸充等流量、等压力的低压缩性液压油，使千斤顶上活塞杆的出力大于预估的试体破坏荷载；(2)在保证加压油缸始终处于恒压稳定状态下，关闭卸压油缸的充油管路，使活塞杆端面与试体受压面预接触；其加压油缸始终处于恒压稳定状态可以采用滚珠丝杠加压，液压伺服控制的方法来保持，也可以采用其它常规方式；(3)缓慢开启卸压油缸的卸压阀门使卸压油缸的液压匀速降低，加压油缸和卸压油缸的压力差作用于试体施加压力或拉力。本专利技术进一步的技术方案：所述上活塞顶面和上活塞底面的出力面积相等。本专利技术进一步的技术方案：在步骤(3)中加压油缸和卸压油缸的压力差作用于试体施加压力时，步骤(2)中的卸压油缸为千斤顶的上油缸，加压油缸为千斤顶的下油缸；在步骤(3)中加压油缸和卸压油缸的压力差作用于试体施加拉力时，步骤(2)中的卸压油缸为千斤顶的下油缸，加压油缸为千斤顶的上油缸。本专利技术的千斤顶缸体由上活塞分隔成上下两个油缸，在下油缸设置活塞与活塞杆直径相等的下活塞，在上活塞中下部开设下活塞孔，使活塞顶面、底面的出力面积相等；其加载方法是同时向上油缸和下油缸充等流量、等压力的低压缩性液压油，通过其中一个油缸保持恒定稳压状态，将另一个油缸匀速卸压，两个油缸的压力差使荷载通过底压缩性液压油、活塞和活塞杆传递给试体，在加载过程中，其加压油缸内液压恒定，出力恒定由卸压油缸和试体协同承担，当试体破坏的瞬间，降低的荷载通过千斤顶活塞传递给卸压油缸，卸压油缸的液压的顶托作用阻制了活塞的顶出，大大减缓荷载对试体的冲击，从而得到材料的全过程应力－应变关系曲线。千斤顶出力面积越大，试件破坏荷载越小，使试件破坏的压力差就越小，阻滞效果越明显，减缓冲击荷载的效果就越好。附图说明图1是本专利技术的千斤顶结构示意图；图2是图1中AA’剖面图；图3是图1中BB’剖面图。图中：1—缸体，2—活塞杆，3—上油缸，4—上活塞，5—下油缸，5-1—底盖，6—下活塞，7—下活塞孔，8—通气孔，9—上通油孔，10—下通油孔，11—下活塞杆。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术进一步说明。以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例中提供了一种减缓冲击荷载的千斤顶，如图1至图3所示，所述的千斤顶包括缸体1、上活塞4、上活塞杆2和下活塞6，所述上活塞4将缸体1分隔成上油缸3和下油缸5，所述上活塞杆2置于活塞4的上端面，并与上活塞4连为一体，上活塞杆2从上油缸3上端伸出缸体1；所述下活塞6置于下油缸5中心位置，在上活塞4的下端面中部对应开设有下活塞孔7，下活塞6伸入下活塞孔7内，下端通过下活塞杆11与下油缸5的底面连为一体；在上油缸3的侧壁设有上通油孔9，下油缸5的侧壁设有下通油孔10。所述上活塞杆2、下活塞6与下活塞杆11的直径相等，所述上活塞4与缸体之间设有双向高压密封圈，下活塞6与下活塞孔7之间设置密封圈，下活塞杆11中间设置有贯通的气孔8，气孔8穿过下活塞6、下活塞杆11以及油缸底座与大气联通。本专利技术中的千斤顶设计：根据设计最大荷载确定千斤顶出力，考虑电液伺服系统最大油压、千斤顶安装空间，确定千斤顶活塞出力面积，按活塞杆用途拟定活塞杆直径，然后得出活塞直径，并得到下活塞和下活塞孔直径。根据力学原理计算千斤顶壁厚，选定千斤顶材质和密封。千斤顶加工分三部分加工。按千斤顶设计图纸，千斤顶油缸上部一体切削成型；上活塞4和上活塞杆2一体切削成型，在上活塞4中下部转下活塞孔7；千斤顶底座一体切削成型，下活塞6、活塞杆11直径相等。上活塞4与缸体1之间设置双向高压密封，下活塞6与下活塞孔7之间设置高压密封，上油缸3、下油缸5各开设一个通油孔。实施例中千斤顶的主本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种减缓冲击荷载的千斤顶，其特征在于：所述的千斤顶包括缸体(1)、上活塞(4)、上活塞杆(2)和下活塞(6)，所述上活塞(4)将缸体(1)分隔成上油缸(3)和下油缸(5)，所述上活塞杆(2)置于活塞(4)的上端面，并与上活塞(4)连为一体，上活塞杆(2)从上油缸(3)上端伸出缸体(1)；所述下活塞(6)置于下油缸(5)中心位置，在上活塞(4)的下端面中部对应开设有下活塞孔(7)，下活塞(6)伸入下活塞孔(7)内，下端通过下活塞杆(11)与下油缸(5)的底面连为一体；在上油缸(3)的侧壁设有上通油孔(9)，下油缸(5)的侧壁设有下通油孔(10)。/n
【技术特征摘要】
1.一种减缓冲击荷载的千斤顶，其特征在于：所述的千斤顶包括缸体(1)、上活塞(4)、上活塞杆(2)和下活塞(6)，所述上活塞(4)将缸体(1)分隔成上油缸(3)和下油缸(5)，所述上活塞杆(2)置于活塞(4)的上端面，并与上活塞(4)连为一体，上活塞杆(2)从上油缸(3)上端伸出缸体(1)；所述下活塞(6)置于下油缸(5)中心位置，在上活塞(4)的下端面中部对应开设有下活塞孔(7)，下活塞(6)伸入下活塞孔(7)内，下端通过下活塞杆(11)与下油缸(5)的底面连为一体；在上油缸(3)的侧壁设有上通油孔(9)，下油缸(5)的侧壁设有下通油孔(10)。
2.根据权利要求1所述的一种减缓冲击荷载的千斤顶，其特征在于：所述上活塞杆(2)、下活塞(6)与下活塞杆(11)的直径相等。
3.根据权利要求1所述的一种减缓冲击荷载的千斤顶，其特征在于：所述上活塞(4)与缸体之间设有双向高压密封圈，下活塞(6)与下活塞孔(7)之间设置密封圈，下活塞杆(11)中间设置有贯通的气孔(8)，气孔(8)穿过下活塞(6)、下活塞杆(11)以及油缸底座与大气联通。
4.一种减缓冲击...
【专利技术属性】
技术研发人员：余美万，张利洁，邬爱清，张宜虎，范雷，罗荣，李玉婕，陈冲，向前，谢斌，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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