十字型试样的多轴应力状态

大多数的工程结构受到由于载荷、几何形状和/或材料的不均匀性而引起了复杂的多轴应力的影响。但是，实验室中主要使用不同种类的加载方案来进行试验。包括蠕变、准静态和疲劳试验 — 采用的都是承受单轴应力状态的简单试样。由于试验数据与实际构件在多轴应力状态下的差异，人们做了许多研究工作以确保对这两者之间的关系能有充分的了解。

可直接用于双轴测试的试样是在一个平面上由四个正交作动缸加载的十字型（十字板）试样。我们开发了一个测试系统来控制该试样中心的移动，消除该试样不需要的移动和弯曲。在常规的液压伺服试验机上，固定住试样的一端，而试样的另一端由作动缸进行拉伸或压缩。对于大多数试验这是一种符合要求的操作方法，但试样的中心在试验期间是移动的。有些试验要求试样的中心保持固定 ,例如在进行测试时需要通过显微镜观测试样的中心时。针对此类试验,系统添加了第二个作动缸以使变形移动可以作用在试样的两端。因此，就有两个作动缸和两个变量需控制：试样的中心位置和试样两端的总的变形程度。这样就产生了一个控制问题，因为没有自然配对的作动缸和可控变量 — 每个作动缸的运动都会同时影响试样的中心位置和试样的变形程度。

若试样两端的变形程度相等,则试样的中心位置不会发生移动；两个作动缸向相同的方向移动则试样中心不会变形。如果每个回路独立运行，那么在给作动缸同相和反相驱动信号之间没有相互影响。上述针对两个相对作动缸的这项原则也同样适用于含四个作动缸设置的十字型试样。试验还可以在应变控制和载荷控制模式下进行。最近安装的十字型系统用于复杂的TMF测试——即测试所得的总应变信号必须根据热膨胀系数和弹性应变的实测情况作实时修正。 

我们的十字型系统具有100kN或250kN的能力，提供一个对中性良好的高稳定性的机架，再加上高精度无泄漏无密封的静液压轴承作动缸为试样测试提供了优良的控制。此加载系统与 8800 系列数字控制机器匹配并加上我们新的WaveMatrix ™ 动态测试软件匹配，为复杂的多轴测试提供了直观的用户界面。