(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 202211035192.0 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 煤炭科学研究总院有限公司 地址 100013 北京市朝阳区和平里青年沟 东路5号 (72)发明人 朱小景　齐庆新　肖永惠　李海涛　 石晓闪　杜伟生　雷国荣　张海宽　 穆鹏宇　贺小凡　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 蒋松 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/12(2006.01)G01N 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种两向四面静动组合加载的二维模型试 验系统 (57)摘要 本发明提供了一种两向四面静动组合加载 的二维模型试验系统， 包括试验台刚性基架、 模 型夹持单元、 静态加载单元及动态加载单元， 模 型夹持单元、 静态加载单元与动态加载单元分别 组合安装于试验台刚性基架上； 模 型加持单元包 括上均布加载压板、 下均布加载压板、 左均布加 载压板、 右均布加载压板、 透明刚性挡板、 滑动螺 栓口、 螺栓； 静态加载单元包括加载油缸、 进液 口、 出液口、 活塞、 静态加载杆、 压力传感器、 压头 及稳压器； 动态加载单元包括电液伺服作动器和 冲击杆。 本发 明能够实现对二维平 面试验模型两 向四面等压或者非等压的静态加载、 两向相同或 不同的波形、 波频、 幅值等参量的动态加载， 以及 在两向静载基础上任意时刻叠加不同参量的动 载作用。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115436155 A 2022.12.06 CN 115436155 A 1.一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 包括试验台刚性基架(1)、 模型夹 持单元、 静态加载单元及动态加载单元， 所述模型夹持单元、 静态加载单元与动态加载单元 分别组合 安装于试验台 刚性基架(1)上， 三 者相配合， 实现加载功能； 其特征在于： 所述模型加持单元包括上均布加载压板(2)、 下均布加载压板(3)、 左均布 加载压板(4)、 右均布加载压板(5)、 透明刚性挡 板(6)、 滑动螺栓口(7)、 螺栓(8)； 所述透明 刚性挡板(6)共两块， 通过螺钉安装于试验台刚性基架(1)的前、 后面上； 所述上均布加载压 板(2)和下均布加载压板(3)分别设置于模型的上下， 所述左均布加载压板(4)和右均布加 载压板(5)设置于模 型的左右， 且通过所述螺栓(8)与透明刚性挡板(6)上的滑动螺栓口(7) 连接， 同时， 所述静态加载单元在上均布加载压板(2)、 下均布加载压板(3)、 左均布加载压 板(4)、 及右均布加载压 板(5)的外侧各设置一组。 2.根据权利要求1所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述左均布加载压板(4)和右均布加载压板(5)可通过所述螺栓(8)带动左均布加载压 板(4)和右均布加载压 板(5)在滑动螺 栓口(7)内左右 移动。 3.根据权利要求2所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述静态加载单元包括加载油缸(9)、 进液口(10)、 出液口(11)、 活塞(12)、 静态加载杆 (13)、 压力传 感器(14)、 压头(15)、 油缸上端头(16)及油缸下端头(17)， 所述上均布加载压 板(2)和下均布加载压板(3)侧的加载油缸(9)固定于试验台刚性基架(1)上； 所述左均布加 载压板(4)、 右均布加载压板(5)固定在侧支撑架(21)上， 所述侧支撑架(21)固定设置在试 验台刚性基架(1)上， 从所述进液口(10)流入高压液体， 推动所述活塞(12)与静态加载杆 (13)对模型进行静态加载， 所述加载油缸(9)内部通过活塞(12)安装静态加载杆(13)， 所述 活塞(12)与加载油缸(9)紧密接触。 4.根据权利要求3所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述加载油 缸(9)两侧安装油 缸上端头(16)、 油 缸下端头(17)， 保证加载油 缸(9)密闭 性。 5.根据权利要求4所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述进液口(10)连接有 稳压器(18)， 并通过所述稳压器(18)连接外部液压控制系统， 保 证油压持续稳定输入到加载油缸(9)， 所述出液口(11)向外排除油液， 静所述态加载杆(13) 下侧连接 压力传感器(14)， 所述压力传感器(14)下侧连接 压头(15)。 6.根据权利要求5所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述压头(15)与上均布加载压板(2)或下均布加载压板(3)或左均布加载压板(4)或右 均布加载压 板(5)固定连接 。 7.根据权利要求6所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述静态加载 杆(13)为空心厚壁筒。 8.根据权利要求7所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述动态加载单元包括电液伺服作动器(19)和冲击杆(20)， 所述电液伺服作动器(19) 固定于静态加载 杆(13)上， 可随静态加载 杆(13)进行轴向移动。 9.根据权利要求8所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述冲击杆(20)置于静态加载杆(13)的空心厚壁筒内部， 且可以相对静态加载杆(13) 进行轴向移动， 可将正弦波、 三角波、 梯形波波、 叠加波等不同频率、 不同振幅的震动或冲击权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115436155 A 2动载输出传递到冲击杆(20)， 进而传递给对应的上均布加载压板(2)或下均布加载压板(3) 或左均布加载压 板(4)或右均布加载压 板(5)。 10.根据权利要求9所述的一种两向四面静动组合加载的二维模型试验系统， 其特征在 于： 所述动态加载 单元可以安装于任意静态加载 杆上， 施加动态加载。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115436155 A 3