(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210925816.X (22)申请日 2022.08.03 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114992189 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 中国矿业大 学 （北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁1 1号 专利权人 北京力岩科技有限公司 (72)发明人 王琦　马玉琨　章冲　江贝　 高红科　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 闫伟姣 (51)Int.Cl. F15B 15/16(2006.01) F15B 15/14(2006.01)F15B 15/18(2006.01) F15B 15/22(2006.01) F15B 3/00(2006.01) G01N 3/12(2006.01) G01N 3/36(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01M 13/00(2019.01) G01M 5/00(2006.01) (56)对比文件 CN 215908175 U,202 2.02.25 CN 106640791 A,2017.0 5.10 CN 114383947 A,202 2.04.22 CN 1687739 A,20 05.10.26 CN 101285490 A,20 08.10.15 DE 102012012 904 A1,2014.01.02 JP S61590 07 A,1986.0 3.26 审查员 成春旺 (54)发明名称 动静耦合高应力多 级加载装置与方法 (57)摘要 本发明公开的动静耦合高应力多级加载装 置与方法， 包括缸体和加载体框架， 缸体内部被 动力适配器分 隔为变参数动力腔和进油部， 变参 数动力腔与进气 口连通， 进油部与进油孔连通； 加载体框架内设置相连通的多级加载仓， 位于加 载体框架两端的加载仓为一级加载仓和末级加 载仓， 在每级加载仓内均设置加载单元， 加载单 元包括相连接的加载轴底板和加载轴， 加载轴的 自由端从本级加载仓内伸出， 其中， 一级加载仓 中加载轴的自由端与推力板连接， 其余加载仓中 加载轴的自由端伸至相邻加载仓内， 其余加载仓 内的加载单元上贯穿开设传油道， 进油部与 末级 加载仓相连通。 实现了动静耦合荷载和高地应力 的模拟。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114992189 B 2022.11.01 CN 114992189 B 1.动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 包括缸体和加载体框架， 缸体 内部被动 力适配器分隔为变参数动力腔和进油部， 变参数动力腔与进气口连通， 进油部与进油孔连 通； 加载体框架内设置相连通的多级加载仓， 位于加载体框架两端的加载仓为一级加载仓 和末级加载仓， 在每级加载仓内均设置加载单元， 加载单元包括相连接的加载轴底板和加 载轴， 加载轴的自由端从本级加载仓内伸出， 其中， 一级加载仓中加载轴的自由端与推力板 连接， 其余加载仓中加载轴的自由端伸至相邻加载仓内， 在其余加载仓内的加载单元上贯 穿开设传油道， 进油部与末级加载仓相连通； 每级加载仓内均设置强度保护槽， 强度保护槽 包括波形吸能片， 波形吸能片的两端分别设置异型弹性体， 其中一个异型弹性体与上缓冲 板连接， 另一个异型弹性体与下缓冲板连接， 上缓冲板、 波形吸能片、 异型弹性体和下缓冲 板均为环形结构， 且上缓冲板、 波形吸能片、 异型弹性体和下缓冲板同轴设置， 加载轴从强 度保护槽内穿过， 并能沿强度保护槽移动。 2.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 缸体 内壁上设置调 压轨道， 动力适配 器与调压 轨道连接， 并能沿调压 轨道移动。 3.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 进气口与气源连 通， 进油孔与油泵连通， 气源、 油泵均与控制器连通， 在动力适配器朝向变参数动力腔的端 面上设置气压监测器， 在动力适配器朝向进油部的端面上设置油压监测器， 在推力板上设 置压力监测器， 气压监测器、 油压监测器、 压力监测器均 与控制器连接 。 4.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 除末级加载仓外其 余加载仓内的加载轴底板还连接导向环， 导向环上开设与相 邻加载仓内加载轴的自由端相 匹配的凹槽， 相邻加载仓内加载轴的自由端伸入本级加载仓内导向环的凹槽中。 5.如权利要求4所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 除一级加载仓外其 余加载仓中加载轴的自由端设置与传油道相连通的传油口， 加载轴的自由端伸入相邻加载 仓内导向环的凹槽中， 且传油口也 位于导向环的凹槽内。 6.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 加载轴底板将加载 仓内腔分隔为上腔和下腔， 加载轴位于下腔， 并从下腔中伸出。 7.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 相邻加载仓之间设 置仓间隔断， 仓间隔断上设置供加载轴穿过的通道， 加载轴穿过 该通道进入相邻加载仓 。 8.如权利要求1所述的动静耦合高应力多级加载装置， 其特征在于， 加载仓级数为 N，N 为根据高地应力需求计算获得。 9.如权利要求1 ‑8任一项所述的动静耦合高应力多级加载装置的加载方法， 其特征在 于， 包括： 通过进气口向变参数动力腔中通入一定量气体； 通过进油孔向进油部内通入液压油， 液压油通过各传油道充满各级加载仓， 至推力板 紧贴模型体表面； 继续向进油部 内通入液压油， 通过液压油的反力使得动力适配器向变参数动力腔方向 移动， 压缩变参数动力腔中气体 体积； 当变参数动力腔内气压与进油部内油压均达 到设定值时， 停止供油； 每级加载仓内均设置强度保护槽， 强度保护槽包括波形吸能片， 波形吸能片的两端分 别设置异型弹性体， 其中一个异型弹性体与上缓冲板连接， 另一个异型弹性体与下缓冲板权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114992189 B 2连接， 上缓冲板、 波 形吸能片、 异型弹性体和下缓冲板均为环形结构， 且 上缓冲板、 波 形吸能 片、 异型弹性体和下缓冲板同轴设置， 加载轴从强度保护槽内穿过， 并能沿强度保护槽移 动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114992189 B 3