CN105300790A - 一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，包括竖向设置的主支撑架、副支撑架，所述主支撑架与副支撑架为大小不同的同轴环形结构，所述主支撑架与副支撑架的环周上均固连有三个用于分别倾斜穿设压杆并实现压杆轴向滑动的承力部件，承力部件上设有穿设压杆的通道，同一环周上的两相邻承力部件的通道的轴线互相垂直。该三维霍普金森透射压杆的导向调节装置能很好的进行调节，且具有缓冲功能，其成本较低，具有较高的创新性。

Description

一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置及其使用方法

技术领域

本发明提供一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置及其使用方法，特别是用于材料的力学性能测试，属于机械领域。

背景技术

一维SHPB（霍普金森透射压杆）实验装置是当前实验用的冲击加载装置，SHPB实验装置可以高速发射弹丸与试验材料撞击来加载，SHPB实验测试系统通常由入射杆、透射杆、吸能杆、缓冲装置组成，弹与入射杆碰撞后施加到入射杆一个撞击力，该撞击力通过入射杆、试件，最后传播到吸能杆，设置在吸能杆后端的缓冲装置将吸能杆的撞击力缓冲、吸收；在SHPB系统中，入射杆、透射杆、吸能杆都需要通过支撑装置进行支撑，同时，根据应力波原理，各压杆在碰撞的时候，各碰撞面需要很好的结合，碰撞的时候间隙过大或者撞击面没有完全吻合，实验会产生很大的误差甚至错误，近年来，三维SHPB压杆技术开始兴起，单根入射杆变成了三根压杆组成的杆束，其入射杆调节要求仍然与一维SHPB（霍普金森透射压杆）一致，同时，三维SHPB透射压杆为分叉装置，而且不再水平，其调节难度增加。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置及其使用方法。

本发明解决技术问题所采用的方案是一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，包括竖向设置的主支撑架、副支撑架，所述主支撑架与副支撑架为大小不同的同轴环形结构，所述主支撑架与副支撑架的环周上均固连有三个用于分别倾斜穿设压杆并实现压杆轴向滑动的承力部件，承力部件上设有穿设压杆的通道，同一环周上的两相邻承力部件的通道的轴线互相垂直。

进一步的，所述承力部件包括分别固连于主支撑架与副支撑架上的安装基座，所述安装基座上设有方形孔，所述主支撑架与副支撑架上设置有套入方形孔的方形轴，安装基座上设有将方形轴锁在方形孔内的锁紧盖板，所述安装基座的旁侧铰接有用于穿设压杆的套筒。

进一步的，所述通道设置于套筒内，所述套筒沿主支撑架与副支撑架的轴线方向向下倾斜。

进一步的，所述承力部件还包括用于套在套筒两端的压杆上的缓冲弹簧，还包括用于固连在压杆上限制缓冲弹簧行程的固定挡圈。

进一步的，所述套筒与安装基座的铰接端设置有用于调节套筒与安装基座之间夹角的调节螺钉。

进一步的，所述锁紧盖板上设置有安装螺钉。

进一步的，所述套筒与安装基座之间采用球铰链连接。

一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将承力部件固连于主支撑架上，其中主支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔；

（2）将三根压杆分别穿过承力部件的套筒，每个套筒两端的压杆上均套设缓冲弹簧、固连固定挡圈；

（3）调整各压杆之间的角度，角度到位后锁紧调节螺钉和锁紧盖板；

（4）再根据各压杆的位置固连副支撑架，其中先将承力部件的套筒、缓冲弹簧、固定挡圈再次安装在三根压杆上；

（5）将副支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔并锁紧与之对应的调节螺钉和锁紧盖板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该三维霍普金森透射压杆的导向调节装置能很好的进行调节，且具有缓冲功能，其成本较低，具有较高的创新性；方形轴与方形孔的配合方式、锁紧盖板、安装螺钉可实现承力部件在主支撑架和副支撑架上的快速、准确轴向定位和周向定位，同时确保装置在载荷作用下的稳定性和可靠性；缓冲弹簧起到缓冲减震效果，有效提高装置工作性能和使用寿命；固定挡圈用于限制缓冲弹簧行程，确保自由状态下压杆不会脱落，同时通过调整固定挡圈的位置能够调整施加在缓冲弹簧上的预压力；安装基座和套筒之间采用球铰链连接，松开调节螺钉时，可实现各压杆间角度的微调，锁紧调节螺钉时，可实现各压杆的位置固定。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为该发明的结构示意图一；

图2为该发明的结构示意图二；

图3为该发明的结构示意图三；

图4为承力部件的安装示意图一；

图5为承力部件的安装示意图二；

图6为承力部件的安装示意图三；

图中：

1-主支撑架；2-副支撑架；3-压杆；4-承力部件；5-安装基座；6-方形孔；7-方形轴；8-锁紧盖板；9-套筒；10-缓冲弹簧；11-固定挡圈；12-调节螺钉；13-安装螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1～6所示，一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，包括竖向设置的主支撑架1、副支撑架2，所述主支撑架与副支撑架为大小不同的同轴环形结构，所述主支撑架与副支撑架的环周上均固连有三个用于分别倾斜穿设压杆3并实现压杆轴向滑动的承力部件4，承力部件上设有穿设压杆的通道，同一环周上的两相邻承力部件的通道的轴线互相垂直。

在本实施例中，所述承力部件包括分别固连于主支撑架与副支撑架上的安装基座5，所述安装基座上设有方形孔6，所述主支撑架与副支撑架上设置有套入方形孔的方形轴7，安装基座上设有将方形轴锁在方形孔内的锁紧盖板8，所述安装基座的旁侧铰接有用于穿设压杆的套筒9。

在本实施例中，所述通道设置于套筒内，所述套筒沿主支撑架与副支撑架的轴线方向向下倾斜。

在本实施例中，所述承力部件还包括用于套在套筒两端的压杆上的缓冲弹簧10，还包括用于固连在压杆上限制缓冲弹簧行程的固定挡圈11。

在本实施例中，所述套筒与安装基座的铰接端设置有用于调节套筒与安装基座之间夹角的调节螺钉12。

在本实施例中，所述锁紧盖板上设置有安装螺钉13。

在本实施例中，所述套筒与安装基座之间采用球铰链连接。

在本实施例中，方形轴与方形孔的配合方式、锁紧盖板、安装螺钉可实现承力部件在主支撑架和副支撑架上的快速、准确轴向定位和周向定位，同时确保装置在载荷作用下的稳定性和可靠性；缓冲弹簧起到缓冲减震效果，有效提高装置工作性能和使用寿命；固定挡圈用于限制缓冲弹簧行程，确保自由状态下压杆不会脱落，同时通过调整固定挡圈的位置能够调整施加在缓冲弹簧上的预压力；安装基座和套筒之间采用球铰链连接，松开调节螺钉时，可实现各压杆间角度的微调，锁紧调节螺钉时，可实现各压杆的位置固定。

一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置的使用方法，包括以下步骤：

（1）将承力部件固连于主支撑架上，其中主支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔；

（2）将三根压杆分别穿过承力部件的套筒，每个套筒两端的压杆上均套设缓冲弹簧、固连固定挡圈；

（3）调整各压杆之间的角度，角度到位后锁紧调节螺钉和锁紧盖板；

（4）再根据各压杆的位置固连副支撑架，其中先将承力部件的套筒、缓冲弹簧、固定挡圈再次安装在三根压杆上；

（5）将副支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔并锁紧与之对应的调节螺钉和锁紧盖板。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：包括竖向设置的主支撑架、副支撑架，所述主支撑架与副支撑架为大小不同的同轴环形结构，所述主支撑架与副支撑架的环周上均固连有三个用于分别倾斜穿设压杆并实现压杆轴向滑动的承力部件，承力部件上设有穿设压杆的通道，同一环周上的两相邻承力部件的通道的轴线互相垂直。

2.根据权利要求1所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述承力部件包括分别固连于主支撑架与副支撑架上的安装基座，所述安装基座上设有方形孔，所述主支撑架与副支撑架上设置有套入方形孔的方形轴，安装基座上设有将方形轴锁在方形孔内的锁紧盖板，所述安装基座的旁侧铰接有用于穿设压杆的套筒。

3.根据权利要求2所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述通道设置于套筒内，所述套筒沿主支撑架与副支撑架的轴线方向向下倾斜。

4.根据权利要求3所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述承力部件还包括用于套在套筒两端的压杆上的缓冲弹簧，还包括用于固连在压杆上限制缓冲弹簧行程的固定挡圈。

5.根据权利要求2所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述套筒与安装基座的铰接端设置有用于调节套筒与安装基座之间夹角的调节螺钉。

6.根据权利要求2所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述锁紧盖板上设置有安装螺钉。

7.根据权利要求2所述的三维霍普金森透射压杆的导向调节装置，其特征在于：所述套筒与安装基座之间采用球铰链连接。

8.一种三维霍普金森透射压杆的导向调节装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将承力部件固连于主支撑架上，其中主支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔；

（2）将三根压杆分别穿过承力部件的套筒，每个套筒两端的压杆上均套设缓冲弹簧、固连固定挡圈；

（3）调整各压杆之间的角度，角度到位后锁紧调节螺钉和锁紧盖板；

（4）再根据各压杆的位置固连副支撑架，其中先将承力部件的套筒、缓冲弹簧、固定挡圈再次安装在三根压杆上；

（5）将副支撑架上的方形轴套入安装基座上的方形孔并锁紧与之对应的调节螺钉和锁紧盖板。