CN112945726B - 分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置及操作方法 - Google Patents

分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置及操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分离式霍普金森杆拉/压‑扭动态复合加载装置及操作方法，属于多轴动态实验测试技术领域。该装置包括入射杆、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装置、夹持紧固机构和同步释放机构；操作方法通过拉伸/压缩加载装置、扭转加载装置和夹持紧固机构，在入射杆的不同位置分别储存拉伸/压缩和扭转应变能，并利用所设计的同步释放装置，实现拉伸/压缩和扭转能量的瞬时同步释放；还通过两个夹持紧固机构间的距离差，弥补了因纵波和横波波速的不一致所导致的加载不同步，实现了正应力和剪应力的同步加载。本发明可基于传统霍普金森杆的简单改造来实现，成本较低；还解决了传统霍普金森杆难以进行同步复合加载的缺陷，可用于材料动态多轴力学性能的实验测试。

Description

分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置及操作方法
技术领域
本发明属于多轴动态实验测试技术领域，具体为一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态 复合加载装置及操作方法。
背景技术
在实际工程中，材料的服役环境往往非常复杂，因此复杂应力状态下材料力学行为 的研究目前已成为相关领域的热点，这对充分了解材料的性质有着巨大的帮助,同时对材 料和合理使用及优化设计也有着重大的意义。通常情况下，复杂加载条件(即，复杂应力状态)下，材料的响应、变形及其破坏模式都表现出明显不同于简单加载情况下的特 征。然而，目前常用的动态实验装置(霍普金森杆装置)只能获得材料在单向应力状态 下的力学响应(如：拉伸、压缩和扭转)，难以对复杂应力状态下材料的力学性能展开测 试。
目前，关于复杂应力状态下的材料力学性能测试研究主要有以下两个方面的思路： 一方面是对实验加载装置进行改进，主要是通过加工不同形状的加载垫块(如：楔形、V型等)，进而利用斜面的几何效应和摩擦效应实现对常规试样的动态复合加载；另一方面则是改变试样的形状，将常规拉压试样加工成：“蝶形”、“帽型”、“斜圆柱”和压剪试样 (在常规圆柱试样的圆柱面上加工两个互相对称且与试样中心线呈一定倾斜角度的凹槽) 等，进一步利用几何效应及应力集中实现材料动态复合加载，但是上述方法由于试样形 状复杂，因此测试时试样应力应变状态的均匀性难以保证。
上述的测试方法均是在一维加载装置的基础上，利用垫块或试样的几何效应从而间 接的实现材料的动态多轴测试，并不是真正意义上的多轴加载实验方案。太原理工大学等单位曾提出基于霍普金森扭杆的拉扭复合加载技术，该技术是在现有的霍普金森扭杆上通过附加一个能够实现预存拉伸应变能的压力油缸来实现拉扭复合加载，但是其缺点在于：由于纵波在固体中传播速度大于横波，从而导致拉伸和剪切应力波无法同时作用 于试样；而采用更高级的电磁霍普金森杆系统，虽然理论上可以通过设计达到复合加载 的目的，但是由于技术复杂，因而造价昂贵。
所以为了克服现有分离式霍普金森杆因横波、纵波的不同步性而无法实现拉/压-扭复 合动态动载测试的技术缺陷，需要对于现有分离式霍普金森杆的结构进行改进。
发明内容
本发明为了解决现有分离式霍普金森杆因横波、纵波的不同步性而无法实现拉/压- 扭复合动态动载测试的问题，提供了一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置及 操作方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载 装置，包括入射杆、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装置、夹持紧固机构和同步释放机构； 所述拉伸/压缩加载装置包括水平蓄能装置、丝杠传动装置和内部的蜗轮蜗杆传动装置， 所述扭转加载装置包括扭转蓄能装置、水平滑块和扭转固定法兰；所述扭转蓄能装置固 定于水平滑块上，所述水平滑块底面四角上设置有固定用的螺纹孔，所述扭转固定法兰设于扭转蓄能装置的前端，所述扭转蓄能装置内也设有蜗轮蜗杆传动装置，所述入射杆 位于扭转加载装置前端中心处、且与扭转固定法兰螺纹连接，同时入射杆也与扭转蓄能 装置内的蜗轮蜗杆传动装置螺纹连接；所述扭转蓄能装置的后端通过丝杠传动装置与水 平蓄能装置连接；所述夹持紧固机构包括扭转夹持机构及水平夹持机构，所述扭转夹持 机构包括扭转压盖和扭转基座，所述扭转压盖位于扭转基座上部、且通过连接螺栓连接 为一体，所述扭转压盖和扭转基座之间具有一定间隙并各设有一个半圆形的凹槽，凹槽 相对合起后为入射杆穿过的孔；所述水平夹持机构包括水平压盖和水平基座，所述水平 压盖位于水平基座上部、且通过连接螺栓连接为一体，所述水平压盖和水平基座之间也 具有一定间隙并各设有一个半圆形的凹槽，凹槽相对合起后也为入射杆穿过的孔；所述 扭转压盖与水平压盖上相应的位置分别开有与固定杆连接的圆孔；所述同步释放机构包 括连接杆、释放基座和铸铁螺栓，所述连接杆的一端卡于扭转基座和对应的连接螺栓所 形成的缝隙中，所述连接杆的另一端卡于水平基座和对应的连接螺栓所形成的缝隙中， 所述释放基座位于连接杆的中部下方，且释放基座与连接杆之间留有一定间隙，所述释 放基座与连接杆通过铸铁螺栓连接。
本发明提供的一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置和这种复合加载装 置的操作实验方法，该复合加载装置主要包括入射杆、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装 置、夹持紧固机构和同步释放机构；拉伸/压缩加载装置用于为入射杆储存拉伸/压缩应变 能，由水平蓄能装置、丝杠传动装置和内部的蜗轮蜗杆传动装置构成，水平蓄能装置与试验台完全固定，形成固定端，拉伸/压缩加载装置内部的蜗轮蜗杆传动装置通过丝杠传动装置与前端的扭转加载装置相连接，通过施加水平载荷带动扭转加载装置的前后移动，为入射杆储存压缩/拉伸应变能。扭转加载装置包括扭转蓄能装置、水平滑块和扭转固定法兰，扭转蓄能装置固定于水平滑块上，水平滑块底面四角上设置有固定用的螺纹孔， 水平滑块既可以在施加水平载荷时前后移动，又能够与试验台连接，实现自身的固定； 扭转蓄能装置另一端的蜗轮蜗杆传动装置通过螺纹与入射杆的加载端相连接，以为入射 杆储存扭转应变能；扭转固定法兰通过螺纹与入射杆连接并用螺栓与扭转蓄能装置固定， 以保证入射杆加载端在实验过程中始终保持固定状态。夹持紧固机构用来夹紧入射杆， 其包括扭转夹持机构及水平夹持机构，扭转夹持机构包括扭转压盖和扭转基座，扭转压 盖位于扭转基座上部、且通过连接螺栓连接为一体，扭转压盖和扭转基座之间设置有入 射杆穿过的孔；水平夹持机构包括水平压盖和水平基座，水平压盖位于水平基座上部、 且通过连接螺栓连接为一体，水平压盖和水平基座设置有入射杆穿过的孔；扭转压盖与 水平压盖上相应的位置分别开有与固定杆连接的圆孔；扭转基座和水平基座底部有螺纹 孔，可与试验台连接，实现自身的固定；扭转压盖和水平压盖上的圆孔与和试验台相连 的固定杆连接，形成可绕圆孔转动的转动副；两对基座和压盖之间的接触面具有一定的 间隙并各设一个半圆形凹槽，也就是扭转压盖和扭转基座之间设置有入射杆穿过的孔， 水平压盖和水平基座也设置有入射杆穿过的孔，使入射杆能够被压盖和基座完全紧固住， 两个连接螺栓通过螺纹与水平/扭转压盖相连接，从而保证连接螺栓向下运动时，能够带 动水平/扭转压盖下压，将入射杆夹紧在凹槽处。同步释放机构是为了实现扭转压盖和水 平压盖的同步释放，其包括连接杆、释放基座和铸铁螺栓，连接杆的一端卡于扭转基座 和对应的连接螺栓所形成的缝隙中，连接杆的另一端卡于水平基座和对应的连接螺栓所 形成的缝隙中，释放基座位于连接杆的中部下方，且释放基座与连接杆之间设有一定的 间隙，该间隙设置的目的是可以使连接杆向下移动，释放基座与连接杆通过铸铁螺栓连 接，保证铸铁螺栓拧紧的过程中，带动连接杆向下运动，进而通过杠杆原理牵引连接螺 栓向下运动夹紧入射杆。同时，还能通过拧紧过程中铸铁螺栓的突然脆断，释放连接杆、 松动连接螺栓，实现扭转压盖和水平压盖的同步释放。
在上述复合加载装置中，入射杆自由端与扭转压盖之间的杆体为杆一，长度为L1；扭转压盖与水平压盖之间的杆体为杆二，长度为L2；水平压盖与扭转固定法兰之间的杆 体为杆三，长度为L3；在具体的实验中，根据具体的数据来确定上述三个长度的值，确 定的方法如下：扭转夹持机构和水平夹持机构的安装位置由杆一的长度L1和杆二的长度 L2决定，L1与L2根据如下公式来确定：
Figure BDA0002922832280000041
其中，CS为扭转波波速，CL为压缩/拉伸波波速；E、G和ρ分别为入射杆的弹性模 量、剪切模量和密度；
由公式(1)可知CS小于CL，因此若要求压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆的自由端，则L1和L2满足如下条件：
Figure BDA0002922832280000042
即，
Figure BDA0002922832280000043
进一步的，为了保证压缩/拉伸波和扭转波具有相同的作用时间，则入射杆上杆二和 杆三的长度L2和L3满足如下条件：
Figure BDA0002922832280000044
优选的，为了实验检测的目的，所述入射杆的杆一、杆二和杆三部位上均粘贴有采集动态数据信号的应变片，杆一部位上的应变片用于采集应力波信号，其距入射杆自由 端的距离需要大于2倍的脉冲宽度，以保证入射波和反射波不会发生叠加；杆二和杆三 上的应变片可通过应变仪监控蓄能过程中产生的拉伸/压缩和扭转应变，监测入射杆中的 应变值，保证其处于弹性状态。
上述一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置的操作方法，包括以下步骤
S1，检查装置是否正常；
S2，根据公式(1)至公式(3)，确定杆一部位的长度L1以及杆二部位的长度L2， 以此确定扭转夹持机构和水平夹持机构的在入射杆上的具体位置；
S3，通过扭转压盖和扭转基座，锁紧扭转夹持机构；启动扭转蓄能装置储存扭转应变能；
S4，通过水平压盖和水平基座，锁紧水平夹持机构，将连接杆的一端卡于扭转基座和对应的连接螺栓所形成的缝隙中，将连接杆的另一端卡于水平基座和对应的连接螺栓所形成的缝隙中，铸铁螺栓使释放基座与连接杆连接，此时夹持紧固机构与同步释放机 构相连，旋转铸铁螺栓使得连接杆中部向下运动，进而牵引连接螺栓向下运动，使得夹 持紧固机构实现入射杆的夹紧；
S5，反向启动扭转蓄能装置，释放杆三中的扭转应变能，使得扭转应变能仅储存在杆二当中；
S6，启动水平蓄能装置，从而带动扭转蓄能装置前后运动，使得拉伸或压缩应变能仅储存在杆三当中；
S7，使用螺栓分别将扭转固定法兰与扭转蓄能装置固定，同时使水平滑块与试验台 采用螺栓进行固定，以保证入射杆的加载端在实验过程中始终保持固定状态；
S8，继续旋转铸铁螺栓，使其在拧紧过程中发生脆断，释放连接杆、松动连接螺栓，实现扭转夹持机构和水平夹持机构的同步释放，进而使得压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆的自由端并具有相同的作用时间。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种分离式霍普金森杆 拉/压-扭动态复合加载装置及操作方法，包括入射杆、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装置、夹持紧固机构和同步释放机构。本发明通过简单的机械结构，将拉伸/压缩应变能和 扭转应变能分别储存在入射杆的不同位置，较好地解决了现有拉伸/压缩和扭转动态复合 加载装置的不同步性，解决了传统霍普金森杆难以进行同步复合加载的缺陷，可用于材 料动态多轴力学性能的实验测试。同时，该装置仅需通过对传统的分离式霍普金森杆加 以简单的机械改造即可实现，且不涉及复杂的控制装置和技术，具有占地面积小，操作 简单及低成本等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为扭转蓄能装置底部结构示意图。
图3为夹持紧固机构和同步释放机构的放大示意图。
图中标记如下：1-入射杆，2-扭转蓄能装置，3-水平滑块，4-扭转固定法兰，5-水平蓄能装置，6-丝杠传动装置，7-扭转压盖，8-扭转基座，9-水平压盖，10-水平基座，11- 连接螺栓，12-连接杆，13-释放基座，14-铸铁螺栓。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置，如图1所示：包括入射杆1、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装置、夹持紧固机构和同步释放机构；所述拉伸/压缩加载装置包括水平蓄能装置5、丝杠传动装置6和内部的蜗轮蜗杆传动装置，所述扭转加载装置 包括扭转蓄能装置2、水平滑块3和扭转固定法兰4，如图2所示；所述扭转蓄能装置2 固定于水平滑块3上，所述水平滑块3底面四角上设置有固定用的螺纹孔，所述扭转固 定法兰4设于扭转蓄能装置2的前端，所述扭转蓄能装置2内也设有蜗轮蜗杆传动装置， 所述入射杆1位于扭转加载装置前端中心处、且与扭转固定法兰4螺纹连接，同时入射 杆1也与扭转蓄能装置2内的蜗轮蜗杆传动装置螺纹连接；所述扭转蓄能装置2的后端 通过丝杠传动装置6与水平蓄能装置5连接；所述夹持紧固机构包括扭转夹持机构及水 平夹持机构，所述扭转夹持机构包括扭转压盖7和扭转基座8，所述扭转压盖7位于扭转 基座8上部、且通过连接螺栓11连接为一体，所述扭转压盖7和扭转基座8之间具有一 定间隙并各设有一个半圆形的凹槽，凹槽相对合起后为入射杆1穿过的孔；所述水平夹 持机构包括水平压盖9和水平基座10，所述水平压盖9位于水平基座10上部、且通过连 接螺栓11连接为一体，所述水平压盖9和水平基座10之间也具有一定间隙并各设有一 个半圆形的凹槽，凹槽相对合起后也为入射杆1穿过的孔；所述扭转压盖7与水平压盖9 上相应的位置分别开有与固定杆连接的圆孔；如图3所示，所述同步释放机构包括连接 杆12、释放基座13和铸铁螺栓14，所述连接杆12的一端卡于扭转基座8和对应的连接 螺栓11所形成的缝隙中，所述连接杆12的另一端卡于水平基座10和对应的连接螺栓11 所形成的缝隙中，所述释放基座13位于连接杆12的中部下方，且释放基座13与连接杆 12之间留有一定间隙，所述释放基座13与连接杆12通过铸铁螺栓14连接。
本实施例中，所述入射杆1自由端与扭转压盖7之间的杆体为杆一，长度为L1；所述扭转压盖7与水平压盖9之间的杆体为杆二，长度为L2；所述水平压盖9与扭转固定 法兰4之间的杆体为杆三，长度为L3；所述扭转夹持机构和水平夹持机构的安装位置由 杆一的长度L1和杆二的长度L2决定，L1与L2根据如下公式来确定：
Figure BDA0002922832280000071
其中，CS为扭转波波速，CL为压缩/拉伸波波速；E、G和ρ分别为入射杆的弹性模 量、剪切模量和密度；
由公式(1)可知CS小于CL，因此若要求压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆的自由端，则L1和L2满足如下条件：
Figure BDA0002922832280000072
即，
Figure BDA0002922832280000073
本实施例中还采用了优选方案，为了保证压缩/拉伸波和扭转波具有相同的作用时间， 则入射杆1上杆二和杆三的长度L2和L3满足如下条件：
Figure BDA0002922832280000074
所述入射杆1的杆一、杆二和杆三部位上均粘贴有采集动态数据信号的应变片，所述杆一部位上的应变片距入射杆自由端的距离大于2倍的脉冲宽度，以保证入射波和反 射波不会发生叠加；杆二和杆三上的应变片可通过应变仪监控蓄能过程中产生的拉伸/压 缩和扭转应变，监测入射杆中的应变值，保证其处于弹性状态。
上述分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置的操作方法，包括以下步骤：
S1，检查装置是否正常；
S2，根据公式(1)至公式(3)，确定杆一部位的长度L1以及杆二部位的长度L2， 以此确定扭转夹持机构和水平夹持机构的在入射杆1上的具体位置；
S3，通过扭转压盖7和扭转基座8，锁紧扭转夹持机构；启动扭转蓄能装置2储存 扭转应变能；
S4，通过水平压盖9和水平基座10，锁紧水平夹持机构，将连接杆12的一端卡于 扭转基座8和对应的连接螺栓11所形成的缝隙中，将连接杆12的另一端卡于水平基座 10和对应的连接螺栓11所形成的缝隙中，铸铁螺栓14使释放基座13与连接杆12连接， 此时夹持紧固机构与同步释放机构相连，旋转铸铁螺栓14使得连接杆12中部向下运动， 进而牵引连接螺栓11向下运动，使得夹持紧固机构实现入射杆1的夹紧；
S5，反向启动扭转蓄能装置2，释放杆三中的扭转应变能，使得扭转应变能仅储存在杆二当中；
S6，启动水平蓄能装置5，从而带动扭转蓄能装置2前后运动，使得拉伸或压缩应变能仅储存在杆三当中；
S7，使用螺栓分别将扭转固定法兰4与扭转蓄能装置2固定，同时使水平滑块3与试验台采用螺栓进行固定，以保证入射杆1的加载端在实验过程中始终保持固定状态；
S8，继续旋转铸铁螺栓14，使其在拧紧过程中发生脆断，释放连接杆12、松动连接螺栓11，实现扭转夹持机构和水平夹持机构的同步释放，进而使得压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆的自由端并具有相同的作用时间。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言， 本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和 等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置，其特征在于：包括入射杆(1)、扭转加载装置、拉伸/压缩加载装置、夹持紧固机构和同步释放机构；
所述拉伸/压缩加载装置包括水平蓄能装置(5)、丝杠传动装置(6)和内部的蜗轮蜗杆传动装置，所述扭转加载装置包括扭转蓄能装置(2)、水平滑块(3)和扭转固定法兰(4)；所述扭转蓄能装置(2)固定于水平滑块(3)上，所述水平滑块(3)底面四角上设置有固定用的螺纹孔，所述扭转固定法兰(4)设于扭转蓄能装置(2)的前端，所述扭转蓄能装置(2)内也设有蜗轮蜗杆传动装置，所述入射杆(1)位于扭转加载装置前端中心处、且与扭转固定法兰(4)螺纹连接，同时入射杆(1)也与扭转蓄能装置(2)内的蜗轮蜗杆传动装置螺纹连接；所述扭转蓄能装置(2)的后端通过丝杠传动装置(6)与水平蓄能装置(5)连接；
所述夹持紧固机构包括扭转夹持机构及水平夹持机构，所述扭转夹持机构包括扭转压盖(7)和扭转基座(8)，所述扭转压盖(7)位于扭转基座(8)上部、且通过连接螺栓(11)连接为一体，所述扭转压盖(7)和扭转基座(8)之间具有一定间隙并各设有一个半圆形的凹槽，凹槽相对合起后为入射杆(1)穿过的孔；所述水平夹持机构包括水平压盖(9)和水平基座(10)，所述水平压盖(9)位于水平基座(10)上部、且通过连接螺栓(11)连接为一体，所述水平压盖(9)和水平基座(10)之间也具有一定间隙并各设有一个半圆形的凹槽，凹槽相对合起后也为入射杆(1)穿过的孔；所述扭转压盖(7)与水平压盖(9)上相应的位置分别开有与固定杆连接的圆孔；
所述同步释放机构包括连接杆(12)、释放基座(13)和铸铁螺栓(14)，所述连接杆(12)的一端卡于扭转基座(8)和对应的连接螺栓(11)所形成的缝隙中，所述连接杆(12)的另一端卡于水平基座(10)和对应的连接螺栓(11)所形成的缝隙中，所述释放基座(13)位于连接杆(12)的中部下方，且释放基座(13)与连接杆(12)之间留有一定间隙，所述释放基座(13)与连接杆(12)通过铸铁螺栓(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置，其特征在于：所述入射杆(1)自由端与扭转压盖(7)之间的杆体为杆一，长度为L1；所述扭转压盖(7)与水平压盖(9)之间的杆体为杆二，长度为L2；所述水平压盖(9)与扭转固定法兰(4)之间的杆体为杆三，长度为L3；
所述扭转夹持机构和水平夹持机构的安装位置由杆一的长度L1和杆二的长度L2决定，L1与L2根据扭转波波速CS和压缩/拉伸波波速CL加以确定，公式如下：
Figure FDA0003623184430000021
其中，E、G和ρ分别为入射杆的弹性模量、剪切模量和密度；
由公式(1)可知CS小于CL，因此若要求压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆(1)的自由端，则L1和L2满足如下条件：
Figure FDA0003623184430000022
即，
Figure FDA0003623184430000023
3.根据权利要求2所述的一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置，其特征在于：为了保证压缩/拉伸波和扭转波具有相同的作用时间，则入射杆(1)上杆二和杆三的长度L2和L3满足如下条件：
Figure FDA0003623184430000024
4.根据权利要求3所述的一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置，其特征在于：所述入射杆(1)的杆一、杆二和杆三部位上均粘贴有采集动态数据信号的应变片，所述杆一部位上的应变片距入射杆自由端的距离大于2倍的脉冲宽度；所述杆二和杆三部位上的应变片是为了在蓄能过程中监测入射杆中的应变值。
5.权利要求3所述的一种分离式霍普金森杆拉/压-扭动态复合加载装置的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，检查装置是否正常；
S2，根据公式(1)至公式(3)，确定杆一部位的长度L1以及杆二部位的长度L2，以此确定扭转夹持机构和水平夹持机构的在入射杆(1)上的具体位置；
S3，通过扭转压盖(7)和扭转基座(8)，锁紧扭转夹持机构；启动扭转蓄能装置(2)储存扭转应变能；
S4，通过水平压盖(9)和水平基座(10)，锁紧水平夹持机构，将连接杆(12)的一端卡于扭转基座(8)和对应的连接螺栓(11)所形成的缝隙中，将连接杆(12)的另一端卡于水平基座(10)和对应的连接螺栓(11)所形成的缝隙中，铸铁螺栓(14)使释放基座(13)与连接杆(12)连接，此时夹持紧固机构与同步释放机构相连，旋转铸铁螺栓(14)使得连接杆(12)中部向下运动，进而牵引连接螺栓(11)向下运动，使得夹持紧固机构实现入射杆(1)的夹紧；
S5，反向启动扭转蓄能装置(2)，释放杆三中的扭转应变能，使得扭转应变能仅储存在杆二当中；
S6，启动水平蓄能装置(5)，从而带动扭转蓄能装置(2)前后运动，使得拉伸或压缩应变能仅储存在杆三当中；
S7，使用螺栓分别将扭转固定法兰(4)与扭转蓄能装置(2)固定，同时使水平滑块(3)与试验台采用螺栓进行固定，以保证入射杆(1)的加载端在实验过程中始终保持固定状态；
S8，继续旋转铸铁螺栓(14)，使其在拧紧过程中发生脆断，释放连接杆(12)、松动连接螺栓(11)，实现扭转夹持机构和水平夹持机构的同步释放，进而使得压缩/拉伸波和扭转波同时到达入射杆的自由端并具有相同的作用时间。
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