大多数工程结构都受到载荷、几何形状和/或材料不均匀性产生的复杂多轴应力的影响。然而,实验室测试主要使用不同类型的加载方式,包括蠕变、准静态和疲劳测试——承受单轴应力状态的简单样本。由于基于设计的单轴测试数据与具有多轴应力的部件的功能操作之间存在对比,因此正在进行更多的研究工作,以确保充分理解两者之间的关系。
直接用于双轴测试的样本是由四个正交致动器在平面内加载的十字形(十字形板)。我们开发了测试系统来控制样本中心的运动,消除样本上不必要的运动和弯曲。在传统的伺服液压试验机中,测试样本的一端保持静止,而另一端通过致动器在拉伸或压缩下移动。对于大多数测试来说,这是一种非常令人满意的操作方法,但这确实意味着样本的中心在测试周期期间会移动。对于某些测试,需要保持样本的中心静止 - 例如,当测试进行时需要通过显微镜研究样本的中心时。对于此类测试,系统中添加了第二个致动器,以便可以将变形运动应用于样本的两端。因此,有两个致动器和两个需要控制的变量:样本的中心位置和施加到样本两端的总变形。控制问题的出现是因为致动器和受控变量没有自然配对——每个致动器的运动都会影响测试样本的中心位置和变形。