[发明专利]一种可实现局部控温的三轴试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：包括薄壁控温杯体(1)和基座(12)，薄壁控温杯体(1)和基座(12)构成封闭的杯型结构放置于三轴压力室内；

薄壁控温杯体(1)的杯壁内设有一个相互连通的进液通道和出液通道，所述进液通道和出液通道相互间紧挨着并平行的形成一组螺旋盘绕上升的热交换循环通道；

进液通道的进液端和出液通道的出液端对称布置于薄壁控温杯体(1)的上部两侧，所述进液通道的进液端和出液通道的出液端均与外部水浴装置连接；

试样(10)的上部连接试样顶帽，试样(10)的底部通过底座(11)与金属杯型筒(2)内壁底部相连，所述底座(11)的内部和试样顶帽的内部分别埋设有温度监测探头；

所述温度监测探头和外部水浴装置均与控制器控制连接。

2.根据权利要求1所述的实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：进液通道的进液端上连接有进液管路接头，出液通道的出液端上连接有出液管路接头。

3.根据权利要求1所述的实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：所述薄壁控温杯体(1)由金属杯型筒(2)和有机玻璃筒(3)嵌套复合而成，金属杯型筒(2)外壁具有镂空凹槽，所述镂空凹槽与有机玻璃筒(3)的内壁对接在一起形成所述热交换循环通道。

4.根据权利要求3所述的实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：所述金属杯型筒(2)外壁上位于上下两个相邻镂空凹槽之间设有用于保证热交换循环通道间不串流的密封胶条。

5.根据权利要求1所述的实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：所述金属杯型筒(2)的内壁下端具有渐缩型收缩口。

6.根据权利要求1所述的实现局部控温的三轴试验装置，其特征在于：所述金属杯型筒(2)的内壁设有用于增强散热面的纵横沟槽。

7.一种基于权利要求1所述的实现局部控温的三轴试验装置的试验方法，其特征在于：薄壁控温杯体(1)内填充液体(9)，使试样(10)完全淹没在液体(9)内，并通过薄壁控温杯体(1)的杯壁内的热交换循环通道连通外部水浴装置进行热量交换，实现在试样周围形成环形温度场；同时，薄壁控温杯体(1)可以兼做压力室作用，通过加载在液体(9)的气压压力实现了对试样(10)的围压控制；

通过内置在底座(11)和试样顶帽内的温度监测探头进行温度的检测，并将检测到的温度实时反馈给控制器，控制器控制外部水浴装置对水浴温度实现精确控温以及水浴循环速度实现精确控制，使处于薄壁控温杯体(1)中心位置的试样(10)充分受到液体(9)作为热传导介质和筒壁热辐射后改变温度。

8.根据权利要求4所述的实现局部控温的三轴试验装置的试验方法，其特征在于：所述液体(9)为防冻剂高沸点液体。