CN106154976B - 用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料动态力学性能实验设备，尤其涉及霍普金森压杆实验技术领域，具体为一种用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置及其调整方法，所述的光机装置主要包括：发射管、光机标准座、导轨、中心支架、光机标准架、标准杆，整个同轴化调整以安装定位的发射管轴线为基准，本发明沿发射管轴线射出一条光线作为整个系统的基准光轴线，并利用光机标准架实现对导轨的定位，使导轨成为机械基准，再以导轨为基准，利用光机标准架和标准杆调节中心支架，较好地解决了现在难以调整分离式霍普金森压杆实验系统杆系同轴度问题，大大提高了实验可信度和试验效率，有效地保护了杆系。

Description

用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置及其调 整方法

技术领域

本发明涉及材料动态力学性能实验设备，尤其涉及霍普金森压杆实验技术领域，具体为一种用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置及其调整方法。

背景技术

分离式霍普金森杆是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的有效实验装置。自从1949年Kolsky发明分离式霍普金森压杆实验系统并用其研究一维应力状态下材料动态力学性能以来，动态压缩实验技术不断提高。其应用领域从最初研究金属材料的动态力学性能到现在可研究岩石、混凝土、陶瓷、高聚物、含能材料、泡沫材料等多种材料的动态力学性能。

但是，在对这类实验系统安装调整过程中都存在难以调整撞击杆、入射杆、透射杆和吸收杆等杆系同轴度的问题。杆系不同轴将严重影响实验结果准确性、易于破坏杆系端面、易于导致杆系弯曲。

发明内容

本发明的目的在于针对上述在调整杆系同轴度方面的问题，提供一种专门用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置，其特征在于，主要包括：发射管、光机标准座、导轨、中心支架、光机标准架、标准杆，整个同轴化调整以安装定位的发射管轴线为基准；

所述光机标准座为圆柱形，轴向插入发射管内，并与发射管同轴精密配合，所述光机标准座内嵌激光光源，端部轴心位置设置有射光孔，光线沿轴线射出作为整个系统的基准光轴线；

所述导轨具有上表面和侧表面两个基准面，上表面的中心线上开设有燕尾槽，经基准光轴线调整后为整个系统提供机械基准；

所述光机标准架为置于导轨之上的标准架，其下部为基准部件与导轨配合，其上部为支撑定位部分，支撑定位部分左右两侧对称开设有圆柱形的凹槽，两凹槽底面之间实体部分开设有通孔，通孔位于凹槽的中轴线上，并与轴线同轴；所述光机标准架至少设置两组，标准杆两端分别插入两个光机标准架的凹槽内，凹槽与标准杆精密配合，实现对标准杆的定位与支撑；

所述中心支架置于导轨的上表面上，中心支架用于支撑杆系，中心支架在杆系圆周上均布有三个支撑点，三个支撑点均可沿径向进行调节；

所述标准杆为空心管，直径与杆系直径相等。

所述的三个支撑点分别通过滚动轴承与杆系接触，三个滚动轴承对杆系形成机械径向定位支撑，且允许杆在轴向上自由滚动。

所述标准杆长度500mm，端面与轴线垂直。

一种利用上述光机装置进行杆系同轴调整的方法，其特征在于，步骤为：

(1)将光机标准座轴向插入发射管内，光机标准座与发射管同轴精密配合，实现对光机标准座的定位，光机标准座内嵌激光光源，并从射光孔射出光线，射出的光线作为整个系统的基准光轴线；

(2)利用光机标准架和基准光轴线调整导轨，使导轨可作为整个系统的机械基准；具体做法是：将两组光机标准架置于某一根导轨之上，将光机标准架的下部与导轨配合，调整导轨使基准光轴线同时分别通过两组光机标准架上部凹槽中央的通孔，此根导轨即调整完毕，以此法继续调整导轨组合中的其它根导轨；

(3)将一待调整中心支架架于导轨之上，在其两侧各置一组光机标准架，将标准杆穿于该中心支架之中，标准杆两端分别插入光机标准架的凹槽内，实现对标准杆的定位与支撑；然后调整中心支架，使中心支架所有的三个支撑点均与标准杆精密配合，锁定中心支架，此中心支架调整完毕；依此法继续调整其它中心支架；

(4)所有中心支架调整完成后，撤离标准杆和两个光机标准架，打开中心支架上部，将杆系中的入射杆、透射杆、吸收杆依次放入其中，即完成杆系同轴调整。

本发明的有益效果是：

本发明沿轴线射出一条光线作为整个系统的基准光轴线，利用光机标准架首先调整导轨，使之成为系统的机械基准。然后以导轨为基准利用光机标准架，标准杆依次调节每个中心支架，最后直接可将杆系放入中心支架之内。此发明较好地解决了目前难以调整分离式霍普金森压杆实验系统杆系同轴度的问题，大大提高了试验可信度和试验效率，并可有效地保护杆系。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

在霍普金森压杆实验系统中，发射管1正常用于以一定速度发射一撞击杆，撞击入射杆，在入射杆中形成一应力波。该应力波透过试件传入透射杆，在入射杆和透射杆上测量并记录应力(应变)波，按相关程序处理即可获得试件材料在一定应变率下的应力-应变曲线。

如图1所示，一种用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置，主要包括：发射管1、光机标准座2、导轨3、中心支架4、光机标准架5、标准杆6。

调整杆系同轴度时，将光机标准座2精密活插入发射管1口部，激光光源内嵌于光机标准座2内，激光光源透过光机标准座2端面上的射光孔发出一条激光光线作为整个系统的光学基准线；粗略支撑、调整导轨3(根据需要可能有多节组成)；将两只光机标准架5分别置于最远处一根导轨的两端，调整该导轨使由光机标准座2发出的光线同时通过两个光机标准架5的通孔(中心孔)，此根导轨即调整完毕；依此方法依次调整其它导轨直到全部调整完成。调整完毕的导轨将作为整个系统的机械基准；将一组中心支架4架于导轨之上，两个光机标准架5分别置于其两侧，将标准杆6穿过中心支架4，两端分别插入两个光机标准架5的凹槽中，即由两个光机标准架5支撑标准杆的两端；以标准杆为基准，调整中心支架4的三个支撑点，使其与标准杆密合；此时该中心支架调整完毕，锁定中心支架4的导向杆；撤离标准杆6和两个光机标准架5；依此法依次调整其它中心支架，直至全部调整完毕；此时所有中心支架的支撑中心都在发射管轴线的沿长线上，打开中心支架，将入射杆、透射杆放入其中，撞击杆放进发射管中。整个实验系统的同轴度调整完毕。

所述中心支架采用申请人于2013年8月13日提交的专利申请，分离式霍普金森杆支承和径向调整定位装置，申请号为：201310350325.8。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置，其特征在于，主要包括：发射管、光机标准座、导轨、中心支架、光机标准架、标准杆，整个同轴化调整以安装定位的发射管轴线为基准；

所述光机标准座为圆柱形，轴向插入发射管内，并与发射管同轴精密配合，所述光机标准座内嵌激光光源，端部轴心位置设置有射光孔，光线沿轴线射出作为整个系统的基准光轴线；

所述导轨具有上表面和侧表面两个基准面，上表面的中心线上开设有燕尾槽，经基准光轴线调整后为整个系统提供机械基准；

所述光机标准架为置于导轨之上的标准架，其下部为基准部件与导轨配合，其上部为支撑定位部分，支撑定位部分左右两侧对称开设有圆柱形的凹槽，两凹槽底面之间实体部分开设有通孔，通孔位于凹槽的中轴线上，并与轴线同轴；所述光机标准架至少设置两组，标准杆两端分别插入两个光机标准架的凹槽内，凹槽与标准杆精密配合，实现对标准杆的定位与支撑；

所述中心支架置于导轨的上表面上，中心支架用于支撑杆系，中心支架在杆系圆周上均布有三个支撑点，三个支撑点均可沿径向进行调节；

所述标准杆为空心管，直径与杆系直径相等。

2.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置，其特征在于：所述的三个支撑点分别通过滚动轴承与杆系接触，三个滚动轴承对杆系形成机械径向定位支撑，且允许杆在轴向上自由滚动。

3.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆实验系统杆系同轴调整的光机装置，其特征在于：所述标准杆长度500mm，端面与轴线垂直。

4.一种利用权利要求1所述的光机装置进行杆系同轴调整的方法，其特征在于，步骤为：

(1)将光机标准座轴向插入发射管内，光机标准座与发射管同轴精密配合，实现对光机标准座的定位，光机标准座内嵌激光光源，并从射光孔射出光线，射出的光线作为整个系统的基准光轴线；

(2)利用光机标准架和基准光轴线调整导轨，使导轨可作为整个系统的机械基准；具体做法是：将两组光机标准架置于某一根导轨之上，将光机标准架的下部与导轨配合，调整导轨使基准光轴线同时分别通过两组光机标准架上部凹槽中央的通孔，此根导轨即调整完毕，以此法继续调整导轨组合中的其它根导轨；

(3)将一待调整中心支架架于导轨之上，在其两侧各置一组光机标准架，将标准杆穿于该中心支架之中，标准杆两端分别插入光机标准架的凹槽内，实现对标准杆的定位与支撑；然后调整中心支架，使中心支架所有的三个支撑点均与标准杆精密配合，锁定中心支架，此中心支架调整完毕；依此法继续调整其它中心支架；

(4)所有中心支架调整完成后，撤离标准杆和两个光机标准架，打开中心支架上部，将杆系中的入射杆、透射杆、吸收杆依次放入其中，即完成杆系同轴调整。