一种模型试验中离散化多主应力面加载方法及装置

摘要

一种模型试验中离散化多主应力面加载方法及装置，涉及一种模型试验中给模型施加应力的方法及装置。其特点是将加载面上需要模拟的复杂变化的应力分布场，离散为有限多个微小的单元应力场，并认为此单元应力场为一个等效的均匀应力场。其加载装置是在模型加载面上设置有限多个加载小区域，每个加载小区域安装反推力板，在反推力板内侧放置两个高低压不同的气囊，将千斤顶安装在每个反推力板后面，气囊与空气压缩机相连；并在反推力板上安装有压力监测和报警辅助系统。本发明可以方便地改变和控制不同部位应力大小和方向，从而能够模拟复杂多变的三维应力场，既能体现出施加应力的大小和方向，还能对应力施加过程中的压力进行监测和控制，方法简单易行。

主权项

1.一种模型试验中离散化多主应力面加载方法，其特征在于：将加载面上需要模拟的复杂变化的主应力加载面，离散为有连续多个微小加载区域，用连续多个微小加载区域代替原来的主应力加载面；每个加载小区域安装反推力板，在反推力板内侧放置两个高低压不同的气囊，用空气压缩机为气囊充高压气，用于给试验模型施加压力，并认为每个加载小区域的单元应力场为一个等效的均匀应力场，并施加法向应力，其应力按如下方法计算：(1)按应力实测值计算整个加载作用面上的应力等值线值；(2)计算每个微小加载区域的等效应力值采用取中点值的方法或用以下公式计算：根据每个微小加载区域的等值线值，由下式对该微小加载区域的面积进行积分计算所施加的等效应力：${\bar{\sigma }}_{\mathrm{ij}}=\underset{s}{\int \int }{\sigma }_{\mathrm{ij}}\mathrm{ds}/S$ 式中σij为该微小加载区域上所施加的等效应力；σij为该微小加载区域上的应力等值线值；S为该微小加载区域的面积；(3)每个小区都重复步骤(2)，即可得到整个加载面上所施加的等效应力。