CN111272539A - 一种动态拉伸试件连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型动态拉伸试件连接装置，外套筒通过其内加力矩平台与左右半轴配合，套于左、右半轴之外，配合精度为动配合；左半轴一端通过左螺纹与入射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；右半轴半轴一端通过右螺纹与透射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；试件为哑铃形圆柱状或片状试件；两端分别配合于左、右半轴的凹槽中，形成挂接。既能够满足动态拉伸片状试件对连接件的需要，也能满足混凝土类材料制成的柱状试件的需要，特别是比较完美的解决了原有通过带有螺纹的连接装置连接时因波阻抗沿轴向变化剧烈，引起较强反射波造成波形混乱的关键性问题。

Description

一种动态拉伸试件连接装置
技术领域
本发明涉及材料动态力学性能实验设备领域，尤其涉及一种新型动态拉伸的试件连接装置。
背景技术
高速拉伸机、分离式霍普金森拉杆都是一种研究一维应力状态下材料动态拉伸力学性能的有效实验装置，以下仅以分离式霍普金森拉杆为例进行说明。
因为它们对试件的加载率特别高，结构惯性效应明显，往往涉及波传播问题。
由于拉伸试过程中，试件必须与分离式霍普金森拉杆的入射杆和透射杆有效连接。
连接的方式大致有三种：胶粘、直接螺纹连接、通过带有螺纹的连接装置连接。
三种连接方式各有千秋。选择合适的胶直接将试件粘到入射和透射杆端，这种方式对波形传播的扰动最小。但是，这种方式需要现场粘接，要等待胶具有完全强度后才能进行试验。一般一天只能进行两次试验。另外，对于片状试件或正交各向材料试件进行面内拉伸，这种胶粘方式就不适合。直接螺纹连接是指将试件两端和两杆相应端加工成相互配合的螺纹，试件通过螺纹直接连接到两杆端部。这种方式优点是简单、方便。缺点是试验过程中因螺纹之间的间隙对通过其的波形产生影响、螺纹连接处因冲击载荷作用发生松动。另外，有些试件，如片状试件，有些材料，如混凝土材料等不便加工螺纹。第三种连接方式是通过带有螺纹的连接装置连接。这种方式是通过一组(两件)夹持机构带螺纹的一端与杆螺纹相连，另一端通过凹槽、压块(摩擦力)与试件相连。这种方式克服了直接螺纹连接关于试件形状的局限性，但是因为连接件与试件连接的一段圆柱不得不被切除大于半圆的一部分，造成沿轴向的波阻抗突变，造成波传播的混乱。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种新型动态拉伸试件连接装置。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种新型动态拉伸试件连接装置，主要包括外套筒、试件、左半轴、右半轴。
半轴左、右半轴均以直径平面对称分为上下两半，合起来作为一个整体。
外套筒开有摄像窗、外加力矩平台、内加力矩平台。
外套筒通过其内加力矩平台与左右半轴配合，套于左、右半轴之外，配合精度为动配合。
左半轴一端通过左螺纹与入射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；右半轴半轴一端通过右螺纹与透射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；
试件为哑铃形圆柱状或片状试件。两端分别配合于左、右半轴的凹槽中，形成挂接。
本发明的进一步技术：
优选的，左右半轴端部的螺纹，左半轴为左螺纹，右半轴为右螺纹。
有益效果：
本发明提供的一种新型动态拉伸试件连接装置，既能够满足动态拉伸片状试件对半轴的需要，也能满足混凝土类材料制成的柱状试件的需要，特别是比较完美的解决了原有通过带有螺纹的连接装置连接时因波阻抗沿轴向变化剧烈，引起较强反射波造成波形混乱的关键性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1为连接装置结构图；
图2为连接装置侧视结构图；
图3为图2中A-A结构图；
图4为连接装置立体结构图；
图5为图2中B-B结构图；
图中标注具体为：外套筒01，摄像窗01-1，外加力矩平台01-2，内加力矩平台01-3；试件02；左半轴03；右半轴04。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5，一种新型动态拉伸试件连接装置，主要包括外套筒01，摄像窗01-1，外加力矩平台01-2，内加力矩平台01-3；试件02；左半轴03；右半轴04。半轴半轴
左半轴03一端通过螺纹与入射杆连接，另一端内部加工有与试件2端部形状相配合的凹槽；
右半轴04与左半轴03形状、尺寸相同，结构对称，唯端部外螺纹分别为一左一右。试件02两端分别配合于左右半轴的凹槽中，形成挂接。
首先将试件的一端置于左下半轴的凹槽中，合上左上半轴；以同样的方式组合右半轴。
之后将外套筒01通过其内加力矩平台套于左、右半轴之外，(配合精度为动配合)试件组合集成完毕。采用扳手施力矩于外加力矩平台，将试件组合体通过相应螺纹分别与入射杆、透射杆相连，试件安装完毕。
试验前，沿入射杆和透射杆轴向对试件进行轻微的预拉伸，以去掉螺纹和凹槽中的空隙，保证加载波顺利通过。按照分离式霍普金森拉杆(或高速拉伸机)的试验方法进行试验即可。
在材料相同，截面形状相同的情况下，横截面积的变化影响波阻抗的变化。本实施例中由于左右半轴中的凹槽的深度相对于左右半轴的尺寸本身可以忽略不计(如不能忽略，可据变化情况设计等截面过渡)，因此，横截面积的变化幅度很小，比较完美的解决了原有通过带有螺纹的连接装置连接时因波阻抗沿轴向变化剧烈。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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只是说明本发明的原理，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 (2)

1.一种新型动态拉伸试件连接装置，其特征在于：主要包括外套筒、试件、左半轴、右半轴；
半轴左、右半轴均以直径平面对称分为上下两半，合起来作为一个整体；
外套筒开有摄像窗、外加力矩平台、内加力矩平台；
外套筒通过其内加力矩平台与左右半轴配合，套于左、右半轴之外，配合精度为动配合；
左半轴一端通过左螺纹与入射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；右半轴半轴一端通过右螺纹与透射杆连接，另一端内部加工有与试件端部形状相配合的凹槽；
试件为哑铃形圆柱状或片状试件，两端分别配合于左、右半轴的凹槽中，形成挂接。
2.根据权利要求1所述的一种动态拉伸试件连接装置，其特征在于：左右半轴端部的螺纹，左半轴为左螺纹，右半轴为右螺纹。
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