CN108982209B - 一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其包括固定端和滑动端，固定端包括固定套筒，固定套筒上套接有固定套环，固定套环上开设有若干固定孔；滑动端包括滑动套筒，滑动套筒通过均匀开设的若干滑槽与滑动套环套接，滑动套环的内壁上固定设置有与滑槽配合的滑块；滑动套环上与滑块对应位置处贯穿开设有定位孔，定位孔内安装有定位件；滑动套环上开设有若干连接孔，连接孔和固定孔分别连接有弹性元件的两端。本发明能够解决现有技术中试件夹持装置的支撑可靠性不足、定位准确性低的问题，可靠性高、随机性小、通用性好，可根据试样尺寸和试样强度灵活调节和装配，且易拆卸、易装配；预夹持力大小可调节范围较大、适用性强。

Description

一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置

技术领域

本发明涉及一种试件夹持装置，具体涉及一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置。

背景技术

分离式霍普金森压杆装置是目前测试各种工程材料在100/s到10000/s应变率范围内动态应力-应变响应关系的主要试验手段，可用于国防、航空、航天、汽车、高铁、船舶、兵器等领域，实现结构抗爆炸、抗冲击、碰撞及轻量化设计与分析需求的材料动态力学性质测试与表征。

在测试混凝土、岩石、泡沫等非均质材料时，为包含足够多的微结构，试件尺寸需足够大，因此必须采用大直径，通常≥50mm的分离式霍普金森压杆装置。而一般压杆直径为试件直径的1.25倍为宜。由于大直径试件自重较大，不能像常规试件一样，直接放置于入射杆和透射杆之间。因此试件的有效支撑和准确定位问题亟待解决，以避免压杆-试件界面的非共轴撞击问题和减小压杆-试件端面摩擦效应对测试结果精度的影响。

在现有的使用中，大多数是通过临时采用简易的试件下端支撑装置来解决试件的放置问题，但这些简易的支撑装置可靠性不高，随机性较大，不能实现对试件的轴向夹持，容易对试验撞击过程造成干扰，影响最后试验结果的准确性和精度。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中试件夹持装置的支撑可靠性不足、定位准确性低的问题的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其包括固定端和滑动端，固定端包括固定套筒，固定套筒上套接有固定套环，固定套环上开设有若干固定孔；

滑动端包括滑动套筒，滑动套筒通过均匀开设的若干滑槽与滑动套环套接，滑动套环的内壁上固定设置有与滑槽配合的滑块；滑动套环上与滑块对应位置处贯穿开设有定位孔，定位孔内安装有定位件；滑动套环上开设有若干连接孔，连接孔和固定孔分别连接有弹性元件的两端。

上述技术方案中，优选的，滑动套筒上设置有平行于滑槽的刻度线。

上述技术方案中，优选的，滑动套环上沿圆周方向设置有环向板。

上述技术方案中，优选的，固定套筒为两个半圆形固定套板拼接构成。

上述技术方案中，优选的，滑动套筒为两个半圆形滑动套板拼接构成。

上述技术方案中，优选的，固定套筒和滑动套筒的两端分别套接有卡环。

上述技术方案中，优选的，卡环为两个半圆环拼接而成。

上述技术方案中，优选的，固定套筒和滑动套筒内分别设置有保护垫层。

上述技术方案中，优选的，保护垫层的材质为橡胶。

上述技术方案中，优选的，弹性元件为弹簧，定位件为螺栓。

本发明提供的上述大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置的主要有益效果在于：

本发明提供的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置通过固定套筒与霍普金森压杆的入射杆套接，通过滑动套筒与透射杆套接，通过均布设置的弹性元件的弹力作用，对入射杆和透射杆进行对齐，从而对入射杆和透射杆中间的试件进行稳定的夹持。

通过弹性元件的作用，能够对试件施加预设的夹紧力；通过滑块与滑槽配合移动到设定位置，利用定位件固定滑动套环的位置，从而调整预应力的大小。

通过设置刻度线，根据胡克定律，可以通过调节弹性元件的伸长量，精确调节预应力的大小；通过设置环向板，便于通过扳动环向板以移动活动套环，进而调节预应力的大小；通过将滑动套筒、固定套筒均设置为拼接结构，便于调节夹持装置相对于压杆的位置；通过设置卡环，便于固定和拆卸套筒；通过设置保护垫层，以防压杆的表面被划伤。

附图说明

图1为大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置的结构示意图。

图2为滑动套环的结构示意图。

图3为试件夹持装置与压杆、试件的连接关系示意图。

其中，1、固定端，11、固定套筒，111、固定套板，12、卡环，13、固定套环，131、固定孔，2、滑动端，21、滑动套筒，211、滑动套板，22、滑动套环，221、连接孔，222、定位孔，223、环向板，224、滑块，23、滑槽，3、弹性元件，4、定位件，5、试件，51、入射杆，52、透射杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置的结构示意图。

本发明的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置包括固定端1和滑动端2，固定端1包括固定套筒11，固定套筒11上套接有固定套环13，固定套环13上均布有若干固定孔131；固定套筒11为两个半圆形固定套板111拼接构成。

滑动端2包括滑动套筒21，滑动套筒21为两个半圆形滑动套板211拼接构成。固定套筒11和滑动套筒21的两端分别套接有卡环12，卡环12为两个半圆环通过固定螺栓和螺帽拼接而成。固定套筒11和滑动套筒21内分别设置有保护垫层，以防与固定套筒11和滑动套筒21接触的压杆的表面被划伤，保护垫层的材质可为橡胶。

滑动套筒21通过均匀开设的若干滑槽23与滑动套环22套接，优选的，滑槽23设置有三个，相互呈120°分布；滑动套筒21上设置有平行与滑槽23的刻度线。

滑动套环22上沿圆周方向设置有环向板223。滑动套环22的内壁上固定设置有与滑槽23配合的滑块224，如图2所示；滑动套环22上与滑块224对应位置处贯穿开设有定位孔222，定位孔222内安装有定位件4，定位件4为螺栓；滑动套环22上均布有若干连接孔221，一般地，连接孔221可为12个，相互间隔30°，连接孔221和固定孔131分别可拆卸地连接有弹性元件3的两端。弹性元件3为弹簧或橡皮筋。

本发明所提供的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置的工作原理是：

通过固定套筒11与霍普金森压杆的入射杆51套接，通过滑动套筒21与透射杆52套接，并利用弹性元件3的拉力，将试件5固定与入射杆51和透射杆52之间，如图3所示。

初始时刻，弹性元件5的伸长量为零，环向板223位于刻度线的“0”位置处；根据胡克定律及试验所需预应力的大小得到弹性元件的变形量，然后再根据刻度线，通过调节弹性元件5的长度，将滑动套环22移动至指定位置，通过定位件4将滑动套环22固定在指定位置处，从而实现了滑动套环22的定位。然后即可开始试验。

试验完毕后，松开定位件4，将环向板223移回刻度线的“0”位置处，依次取下试件5、固定套筒11和滑动套筒21。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (9)

1.一种大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，包括固定端(1)和滑动端(2)，所述固定端(1)包括固定套筒(11)，固定套筒(11)上套接有固定套环(13)，固定套环(13)上均布有若干固定孔(131)；

所述滑动端(2)包括滑动套筒(21)，所述滑动套筒(21)通过开设的若干滑槽(23)与滑动套环(22)套接，滑动套环(22)上沿圆周方向设置有环向板(223)；所述滑动套环(22)的内壁上固定设置有与滑槽(23)配合的滑块(224)；所述滑动套环(22)上与滑块(224)对应位置处贯穿开设有定位孔(222)，所述定位孔(222)内安装有定位件(4)；滑动套环(22)上均布有若干连接孔(221)，所述连接孔(221)和固定孔(131)分别可拆卸地连接有弹性元件(3)的两端。

2.根据权利要求1所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述滑动套筒(21)上设置有平行于滑槽(23)的刻度线。

3.根据权利要求1所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述固定套筒(11)为两个半圆形固定套板(111)拼接构成。

4.根据权利要求3所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述滑动套筒(21)为两个半圆形滑动套板(211)拼接构成。

5.根据权利要求4所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述固定套筒(11)和滑动套筒(21)的两端分别套接有卡环(12)。

6.根据权利要求5所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述卡环(12)为两个半圆环拼接而成。

7.根据权利要求1所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述固定套筒(11)和滑动套筒(21)内分别设置有保护垫层。

8.根据权利要求7所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述保护垫层的材质为橡胶。

9.根据权利要求1所述的大直径分离式霍普金森压杆的试件夹持装置，其特征在于，所述弹性元件(3)为弹簧，所述定位件(4)为螺栓。