CN203191250U - 杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，以解决现有杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位困难的问题，涉及材料动态力学性能实验设备领域，包括一端固定连接法兰盘的入射杆，其特征在于：所述法兰盘通过连接套筒与吸收杆连接，所述连接套筒为中空的圆形套管，所述法兰盘与吸收杆插入连接套筒内，所述吸收杆通过中心支架支撑。本实用新型提供的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，可解决现有套管式霍普金森拉杆的入射杆撞击端下垂的问题，该径向定位装置能对入射杆撞击端径向定位而不影响其轴向运动。
Description
技术领域：
本实用新型涉及材料动态力学性能实验设备领域，尤其涉及一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置。
背景技术：
分离式霍普金森拉杆是目前做材料动态拉伸力学性能研究的主要设备之一。20世纪60年代以来，随着研究材料动态拉伸性能的需求的不断增加，很多学者设计了不同的拉伸实验装置。Harding研制了套管式霍普金森拉杆装置，利用拉杆外面的套管式子弹撞击入射杆端部法兰盘所产生的压缩波，通过法兰盘转换为入射杆中的拉伸波，直接对试件进行冲击拉伸。Nicholas提出反射式霍普金森拉杆装置，利用压缩波到达自由端时反射产生拉伸波。目前以前者应用为多。但是，它存在一个明显的不足之处是入射杆撞击端下垂致套管式子弹运动不畅。
由于套管式子弹要沿着发射管中的入射杆运动，因此，入射杆在发射管中不能得到任何径向支撑，不得不处于悬臂状态。由于发射管一般比较长（大约2000mm左右），因而端部下垂现象严重，杆与发射管不能同轴，影响了套管式子弹的运动。相关研究者早已注意到这个问题，也提出了一些解决方案。主要有两种方案：其一是用一固定在基础上的支撑装置径向支撑法兰盘；其二是在法兰盘中心沿轴向加工一个小孔，用一类似于尾顶针的销钉插入之中，起到径向定位作用，而销钉再与外界连接。这两种方式主要缺陷是支撑装置轴向运动不畅，而法兰盘受打击后产生轴向运动往往导致这些支撑装置损坏。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于提供一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，以解决现有杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位困难的问题，该径向定位装置能对入射杆撞击端径向定位而不影响其轴向运动。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，包括一端固定连接法兰盘的入射杆，其特征在于：所述法兰盘通过连接套筒与吸收杆连接，所述连接套筒为中空的圆形套管，所述法兰盘与吸收杆插入连接套筒内，法兰盘和吸收杆在连接套筒内轴向可自由运动，径向受连接套筒定位，所述吸收杆通过中心支架支撑，吸收杆径向已被中心支架定位，所以实质上是利用已经径向定位的吸收杆通过连接套管对法兰盘进行径向定位而不影响法兰盘的轴向运动。
所述连接套筒上径向设置有观察通槽，观察通槽为一轴向约5mm宽，沿周向约25mm长径向贯通的腰形槽，通过此槽可以观察插入连接套筒内的法兰盘和吸收杆的端部，测量法兰盘与吸收杆之间的间隙，调整这个间隙可以实现入射杆对试件的单次加载。
所述中心支架至少设置两个，以保证中心支架能够很好的对吸收杆进行径向定位，而轴向自由运动，吸收杆轴向运动时与中心支架之间为滚动摩擦，摩擦力小，吸收杆轴向运动灵活。
所述入射杆上套有套管式子弹。
所述入射杆穿过发射器和发射管，所述套管式子弹在发射管内。
基本工作原理是，发射器发出的高压气体驱动套管式子弹沿入射杆外圆柱面和发射管内圆柱面向法兰盘方向运动，以一定的速度撞击法兰盘，压缩法兰盘，因法兰盘与入射杆端固定连接，因而法兰盘将自身受到的压缩转换为入射杆的拉伸，套管式子弹撞击对法兰盘形成的压缩波转换为入射杆中的拉伸波向入射杆的另一端传播，至试件界面时，一部分反射回入射杆形成反射波，一部分透射到透射杆中形成透射波。根据一维应力波理论，依据这三个波中的任意两个可处理得到材料在一定应变率下的应力应变曲线。
本实用新型提供的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，可解决现有套管式霍普金森拉杆的入射杆撞击端下垂的问题，该径向定位装置能对入射杆撞击端径向定位而不影响其轴向运动。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1.吸收杆；2.中心支架；3.连接套筒；4.法兰盘；5.入射杆；6.套管式子弹；7.发射管；8.发射器；9.观察通槽。
具体实施方式：
为了使本实用新型实现的技术手段、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，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，包括一端固定连接法兰盘4的入射杆5，法兰盘4通过连接套筒3与吸收杆1连接，连接套筒3为中空的圆形套管，法兰盘4与吸收杆1插入连接套筒3内，连接套筒3上径向设置有观察通槽9，吸收杆1通过中心支架2支撑。
套管式子弹6套在入射杆5上，入射杆5穿过发射管7和发射器8，入射杆5通过中心支架2（在发射器左端）进行支撑和径向定位，根据发射管7调整支撑入射杆5的两个中心支架2（其中一个临时加于入射杆5法兰盘端），使入射杆5与发射管7、套管式子弹6之间达到一定的同轴度要求，根据入射杆5和法兰盘4调整支撑吸收杆1的中心支架2，使得吸收杆1与入射杆5同轴（调整后撤去临时加于入射杆5法兰盘端的中心支架2），并在两个以上的中心支架2支撑下，径向定位、轴向自由运动。
具有一定轴向长度的连接套筒3套于吸收杆1左端，保证通过观察通槽9可见吸收杆1端面，与入射杆5固定连接的法兰盘4一端插入连接套筒3内，并保证通过观察通槽9可见法兰盘4；入射杆5的悬臂端因此获得了径向支撑（定位），而其轴向可以自由运动；调整法兰盘4与吸收杆1的间隙，可实现单次加载。实验时，套管式子弹6在发射器8发出的高压气体驱动下沿入射杆5和发射管7向外运动，以一定速度撞击法兰盘4，在法兰盘4中产生压缩波，法兰盘4将这一压缩波转换为入射杆5中拉伸波向试件端传播，在试件界面上一部分反射回入射杆5形成反射波，一部分透射到透射杆中形成透射波。根据一维应力波理论，依据这三个波中的任意两个可处理得到材料在一定应变率下的拉伸应力应变曲线。本实用新型较好地弥补了现有杆杆型直接式霍普金森拉杆的不足。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，包括一端固定连接法兰盘的入射杆，其特征在于：所述法兰盘通过连接套筒与吸收杆连接，所述连接套筒为中空的圆形套管，所述法兰盘与吸收杆插入连接套筒内，所述吸收杆通过中心支架支撑。
2.根据权利要求1所述的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，其特征在于：所述连接套筒上径向设置有观察通槽。
3.根据权利要求2所述的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，其特征在于：所述中心支架至少设置两个。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，其特征在于：所述入射杆上套有套管式子弹。
5.根据权利要求4所述的杆杆型直接式霍普金森拉杆撞击端径向定位装置，其特征在于：所述入射杆穿过发射器和发射管，所述套管式子弹在发射管内。
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