CN108223522B - 用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，包括支座、主支架、压杆、定位部件和工作台。该主支架包括横向部、左、右凸耳，横向部能上下滑动连接在支座的竖座，左、右凸耳上都开设有第一横向孔，右凸耳上还开设有第一纵向孔。该压杆能转动穿过左、右凸耳的第一横向孔，压杆上还设有第二纵向孔，定位杆能穿过第一、第二纵向孔，另配设能松释的锁接机构连接定位杆和右凸耳。该定位部件连接压杆和主支架。该工作台能移动地连接在支座的底座上，工作台上固设有导向柱，工作台侧面水平滑动连接有指示部，应变片置放在指示部顶面。它具有如下优点：提高应变片对称粘贴的精度和质量，提高定位效率，装置小型易装配、成本低。

Description

用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置

技术领域

本发明涉及一种用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置。

背景技术

目前，在材料科学领域中研究材料在高应变率(10²～10⁴s^-1)下的力学性能时，主要的研究方法就利用分离式Hopkinson(霍普金森)压杆(简称SHPB)技术。其实验原理是：将短试样置于两根压杆之间，通过加速的质量块撞击入射杆一端，以产生同时承担对试样加载和具有测试功能的应力波，同时利用粘贴在压杆上并距离杆端部一定距离的应变片来记录应力波传播信息并求解杆件和试样端面的应力-位移-时间关系，整个压杆系统主要由三部分组成，包括加载装置、杆部件和数据采集与记录系统。工作原理：通过撞击杆对入射杆的撞击，而在入射杆和投射杆中产生相应的应力波，通过粘贴在入射杆和投射杆上的应变片对其应力波的进行测量，并经过一维应力波理论导出试样材料的应力-应变关系和认为试样在加载过程中始终处于应力平衡状态。而应变片的粘贴是传感器制作的重要环节，应变片的粘贴质量直接影响数据测量的准确性。为了所研究材料较准确的动态力学性能需要较好应变粘贴质量。

发明内容

本发明提供了用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其克服了背景技术中霍普金森压杆与应变片粘贴定位所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：

用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，包括：

支座，包括底座和竖座，该底座具有朝上的支撑面，该竖座固接在支撑面上且支撑面具有伸出竖座的伸出部分；

主支架，包括横向部、左凸耳和右凸耳，该左凸耳和右凸耳分别固接在横向部两端，该横向部能上下滑动连接在竖座，该左凸耳和右凸耳上都开设有贯穿的第一横向孔，左凸耳、右凸耳的第一横向孔同轴布置，右凸耳上还开设有连通第一横向孔且贯穿的第一纵向孔；

压杆，能转动穿过左凸耳、右凸耳的第一横向孔，该压杆上还设有贯穿的第二纵向孔，该第二纵向孔和第一纵向孔对齐，另配设定位杆，该定位杆能穿过第一纵向孔和第二纵向孔，另配设能松释的锁接机构连接定位杆和右凸耳；

定位部件，连接压杆和主支架；及

工作台，能移动地连接在支撑面的伸出部分上，该工作台上固设有导向柱，该工作台侧面水平滑动连接有指示部，该应变片置放在指示部顶面。

该竖座凹设有竖向滑槽，该主支架的横向部背面后凸设有滑块，该滑块滑接在竖向滑槽内，该滑块上具有螺孔；另配设有螺杆，该螺杆能转动连接竖座，该螺杆螺接滑块的螺孔，该滑块和螺杆配合构成丝杆螺母机构，通过螺杆转动带动滑块上下滑动。

该右凸耳还开设有连通第一纵向孔且垂直第一横向孔的第二横向孔；该锁接机构包括锁接销，该锁接销螺接第二横向孔且通过锁接销的螺接使锁接销顶抵定位杆以实现锁接或远离定位杆以实现松释。

该工作台和支撑面的伸出部分之间连接有第一支撑台、第二支撑台和第三支撑台，该第一支撑台固接在伸出部分上且顶面凹设有沿前后向的前后滑槽，该第二支撑台能前后滑动连接在第一支撑台的前后滑槽上且顶面凹设有沿左右向的左右滑槽，该第三支撑台能左右滑动连接在第二支撑台的左右滑槽，该工作台固接在第三支撑台之上，该指示部能前后滑动地连接在工作台的右侧面。

该压杆上设有定位刻度线。

该定位部件包括一具有自动定心及通孔结构的夹持器、固定轴套、带多个分度孔的分度轴套和定位销，该压杆穿过该夹持器，该夹持器和固定轴套螺纹连接，该分度轴套和固定轴套螺纹连接，该分度轴套和夹持器分别位于左凸耳的左右两侧，该固定轴套穿过左凸耳的第一横向孔且固定轴套和第一横向孔之间设轴承；该左凸耳之上设有多个供插孔，该定位销穿过某一分度孔并插入某个供插孔内。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：

上述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置的粘贴定位方法，包括：

(1)、装接压杆、主支架和定位部件，定位杆装入第一纵向孔和第二纵向孔；

(2)、采用锁接机构锁接定位杆和右凸耳；

(3)、通过移动工作台，使导向柱一侧与压杆外径处于相切位置；

(4)、根据压杆的直径大小，调节滑动指示部使指示部与导向柱外侧的间隔等于压杆的半径，将应变片反面置于指示部顶面，给应变片反面点涂胶水；

(5)、通过主支架向下滑动以带动压杆向下运动，使压杆与应变片保压接触并保压预定时间，通过主支架向上滑动以带动压杆抬起，拔出定位销，然后使定位杆转动180度，再使用定位销连接分度孔和定位孔；

(6)、放上另一应变片，重复步骤(3)，(4)，(5)。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

粘贴定位装置包括支座、主支架、压杆、定位部件和工作台，定位杆能穿过第一纵向孔和第二纵向孔，应变片置放在指示部顶面，能定位压杆和应变片，提高应变片对称粘贴的精度和质量，提高定位效率，而且装置小型易装配、成本低。

工作台能相对支撑面移动，指示部能相对工作台移动，以能对齐压杆和应变片，以能满足不同压杆尺寸的需求。

定位部件包括夹持器、固定轴套、带多个分度孔的分度轴套和定位销，以用于不同长度的压杆，以通过转动分度轴套带动压杆转动，以能准确转动压杆。分度轴套上可具有不同数量的定位孔，以满足不同的分度需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本具体实施方式的粘贴定位装置的立体示意图。

图2为本具体实施方式的粘贴定位装置的俯视示意图。

图3为本具体实施方式的工作台的立体示意图。

图4为本具体实施方式的定位部件的立体示意图。

具体实施方式

请查阅图1至图4，用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，包括支座10、主支架20、压杆30、定位部件40和工作台50。

该支座10包括底座11和竖座12，该底座11具有朝上的支撑面，该竖座12固接在支撑面上且支撑面具有伸出竖座的伸出部分。

该主支架20包括横向部23、左凸耳21和右凸耳22，该左凸耳21和右凸耳22分别固接在横向部13两端，该横向部23能上下滑动连接在竖座12，该左凸耳21和右凸耳22上都开设有贯穿的第一横向孔，左凸耳21、右凸耳22的第一横向孔同轴布置，右凸耳22上还开设有连通第一横向孔且贯穿的第一纵向孔。本具体实施方式之中，该横向部23和竖座12的连接如：该竖座12凹设有竖向滑槽13，该横向部23背面后凸设有滑块24，该滑块24滑接在竖向滑槽13内，该滑块24上具有螺孔；另配设有螺杆25，该螺杆25能转动连接竖座12，该螺杆25螺接滑块24的螺孔，该滑块24和螺杆25配合构成丝杆螺母机构，通过螺杆25转动带动滑块24上下滑动。

该压杆30能转动穿过左凸耳21、右凸耳22的第一横向孔，该压杆30上还设有贯穿的第二纵向孔，该第二纵向孔和第一纵向孔对齐，该定位杆60能穿过第一纵向孔和第二纵向孔，另配设能松释的锁接机构连接定位杆60和右凸耳22。本具体实施方式之中：该压杆30的侧面上设有定位刻度线；该右凸耳22还开设有连通第一纵向孔且垂直第一横向孔的第二横向孔；该锁接机构包括锁接销31，该锁接销31螺接第二横向孔且通过锁接销31的螺接使锁接销31顶抵定位杆60以实现锁接或远离定位杆60以实现松释。

该定位部件40连接压杆30和主支架20的左凸耳21。本具体实施方式之中：该定位部件40包括一具有自动定心及通孔结构的夹持器41、一固定轴套42、一带多个分度孔431的分度轴套43和一定位销，该压杆30穿过该夹持器41，通过该夹持器41夹持压杆30以实现自动定心，该夹持器41和固定轴套42螺纹连接，该分度轴套43和固定轴套42螺纹连接，该分度轴套43和夹持器41分别位于左凸耳21的左右两侧，该固定轴套42穿过左凸耳21的第一横向孔且固定轴套42和第一横向孔之间设轴承，使得夹持器41、定轴套42、分度轴套43和压杆30能整体相对左凸耳转动；该左凸耳21之上设有多个供插孔，该定位销穿过某一分度孔并插入某个供插孔内，拔出定位销后通过分度轴套，旋转一定角度后(这里如为180度)，实现定位杆转动，再插入定位销实现定位。

该工作台50能移动地连接在支撑面的伸出部分上，该工作台50上固设有导向柱51，该导向柱51轴线竖直布置，该工作台侧面水平滑动连接有指示部52，该应变片置放在指示部52顶面。本具体实施方式之中：该工作台50和支撑面的伸出部分之间连接有第一支撑台53、第二支撑台54和第三支撑台55，该第一支撑台53固接在伸出部分上且顶面凹设有沿前后向的前后滑槽，该第二支撑台54能前后滑动连接在第一支撑台53的前后滑槽上且顶面凹设有沿左右向的左右滑槽，该第三支撑台55能左右滑动连接在第二支撑台54的左右滑槽，该工作台50固接在第三支撑台55之上，该指示部52能前后滑动地连接在工作台50的右侧面。最好，工作台的表层设有一定弹性的橡胶材料层。

上述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置的粘贴定位方法，包括：

(1)、压杆30装入右凸耳和定位部件，定位杆60装入第一纵向孔和第二纵向孔，并适当的调节定位杆60的中心位置以使定位杆60两端相对右凸耳尽量两侧对称；

(2)、采用锁接机构锁接定位杆60和右凸耳，锁紧定位部件；

(3)、通过移动工作台，使导向柱51一侧与压杆30外径处于相切位置，定位销穿过分度孔和供插孔；

(4)、根据压杆30的直径大小，调节滑动指示部使指示部与导向柱外侧的间隔等于压杆的半径，将应变片反面置于指示部顶面，尽量使应变片轴线与工作台上的导向柱的轴线平行布置，给应变片反面点涂胶水，如502胶水；

(5)、转动螺杆带动主支架向下运动，通过主支架向下滑动以带动压杆30向下运动，使压杆30与应变片保压接触并保压预定时间，转动螺杆带动主支架向上运动，通过主支架向上滑动以带动压杆抬起，拔出定位销31，然后通过分度轴套转动带动定位杆转动180度，再使用定位销连接分度孔和定位孔，保压接触时间如不低于2min；

(6)、放上另一应变片，重复步骤(3)，(4)，(5)。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：包括：

支座，包括底座和竖座，该底座具有朝上的支撑面，该竖座固接在支撑面上且支撑面具有伸出竖座的伸出部分；

主支架，包括横向部、左凸耳和右凸耳，该左凸耳和右凸耳分别固接在横向部两端，该横向部能上下滑动连接在竖座，该左凸耳和右凸耳上都开设有贯穿的第一横向孔，左凸耳、右凸耳的第一横向孔同轴布置，右凸耳上还开设有连通第一横向孔且贯穿的第一纵向孔；

压杆，能转动穿过左凸耳、右凸耳的第一横向孔，该压杆上还设有贯穿的第二纵向孔，该第二纵向孔和第一纵向孔对齐，另配设定位杆，该定位杆能穿过第一纵向孔和第二纵向孔，另配设能松释的锁接机构连接定位杆和右凸耳；

定位部件，连接定位杆和主支架；及

工作台，能移动地连接在支撑面的伸出部分上，该工作台上固设有导向柱，该工作台侧面水平滑动连接有指示部，该应变片置放在指示部顶面。

2.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：该竖座凹设有竖向滑槽，该主支架的横向部背面后凸设有滑块，该滑块滑接在竖向滑槽内，该滑块上具有螺孔；另配设有螺杆，该螺杆能转动连接竖座，该螺杆螺接滑块的螺孔，该滑块和螺杆配合构成丝杆螺母机构，通过螺杆转动带动滑块上下滑动。

3.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：该右凸耳还开设有连通第一纵向孔且垂直第一横向孔的第二横向孔；该锁接机构包括锁接销，该锁接销螺接第二横向孔且通过锁接销的螺接使锁接销顶抵定位杆以实现锁接或远离定位杆以实现松释。

4.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：该工作台和支撑面的伸出部分之间连接有第一支撑台、第二支撑台和第三支撑台，该第一支撑台固接在伸出部分上且顶面凹设有沿前后向的前后滑槽，该第二支撑台能前后滑动连接在第一支撑台的前后滑槽上且顶面凹设有沿左右向的左右滑槽，该第三支撑台能左右滑动连接在第二支撑台的左右滑槽，该工作台固接在第三支撑台之上，该指示部能前后滑动地连接在工作台的右侧面。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：该压杆上设有定位刻度线。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置，其特征在于：该定位部件包括一具有自动定心及通孔结构的夹持器、固定轴套、带多个分度孔的分度轴套和定位销，该压杆穿过该夹持器，该夹持器和固定轴套螺纹连接，该分度轴套和固定轴套螺纹连接，该分度轴套和夹持器分别位于左凸耳的左右两侧，该固定轴套穿过左凸耳的第一横向孔且固定轴套和第一横向孔之间设轴承；该左凸耳之上设有多个供插孔，该定位销穿过某一分度孔并插入某个供插孔内。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的用于霍普金森压杆与应变片粘贴定位装置的粘贴定位方法，其特征在于：包括：

(1)、装接压杆、主支架和定位部件，定位杆装入第一纵向孔和第二纵向孔；

(2)、采用锁接机构锁接定位杆和右凸耳；

(3)、通过移动工作台，使导向柱一侧与压杆外径处于相切位置；

(4)、根据压杆的直径大小，调节滑动指示部使指示部与导向柱外侧的间隔等于压杆的半径，将应变片反面置于指示部顶面，给应变片反面点涂胶水；

(5)、通过主支架向下滑动以带动压杆向下运动，使压杆与应变片保压接触并保压预定时间，通过主支架向上滑动以带动压杆抬起，拔出定位销，然后使定位杆转动180度，再使用定位销连接分度孔和定位孔；

(6)、放上另一应变片，重复步骤(3)，(4)，(5)。