CN203811463U - 适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，包括入射杆、垫块和透射杆，入射杆和透射杆相对的两端分别设置垫块，两个垫块之间设置试件；垫块为横置的圆台结构，垫块与入射杆连接的端面直径与入射杆的直径相等，垫块与透射杆连接的端面直径与透射杆的直径相等，垫块与试件相接的端面直径大于入射杆和透射杆的直径。本分离式霍普金森压杆通过在入射杆和透射杆相对的两端分别设置圆台状垫块，在不改变入射杆和透射杆直径的情况下，扩大其端面直径，使霍普金森压杆可适用于直径大于入射杆或透射杆的试件冲击试验，扩大其使用范围，实现了同一型号的霍普金森压杆可适用于多规格试件的冲击试验，使用灵活而方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料冲击试验设备领域，特别涉及一种适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆。
背景技术
分离式霍普金森压杆是基于霍普金森试验原理，用于测量材料高应变率冲击压缩及拉伸性能的试验装置。传统的Ф74mm直锥变截面分离式霍普金森压杆装置（SHPB，split Hopkinson pressure bar）由入射杆和透射杆组成，使用时通过入射杆和透射杆夹紧试件，然后进行冲击试验。该结构的霍普金森压杆只能适用于直径不大于入射杆或透射杆直径的试件，而针对直径较大的试件，目前仍无法通过分离式霍普金森压杆进行冲击试验。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用灵活方便的适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆。
本实用新型的技术方案为：一种适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，包括入射杆、垫块和透射杆，入射杆和透射杆相对的两端分别设置垫块，两个垫块之间设置试件；垫块为横置的圆台结构，垫块与入射杆连接的端面直径与入射杆的直径相等，垫块与透射杆连接的端面直径与透射杆的直径相等，垫块与试件相接的端面直径大于入射杆和透射杆的直径。
所述垫块包括入射杆垫块和透射杆垫块，入射杆垫块与入射杆连接，透射杆垫块与透射杆连接，入射杆垫块和透射杆垫块对称位于试件两侧。
所述入射杆、入射杆垫块、透射杆垫块和透射杆依次同轴设置。
所述入射杆和透射杆的直径均为74mm；
入射杆垫块上，与入射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，入射杆垫块的厚度为200～350mm；
透射杆垫块上，与透射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，透射杆垫块的厚度为200～350mm。
其中，上述垫块的直径及厚度范围较为合适。若垫块的直径及厚度过小，则达不到适用多规格试件的目的；若垫块的直径及厚度过大，则容易影响入射杆及透射杆的稳定性。
作为一种优选方案，所述入射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，入射杆垫块的厚度为300mm；
透射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，透射杆垫块的厚度为300mm。
所述入射杆垫块与入射杆之间焊接固定或螺纹连接，透射杆垫块与透射杆之间焊接固定或螺纹连接。
所述垫块为钢质垫块。
本分离式霍普金森压杆使用时，其原理是：试件设于入射杆垫块和透射杆垫块之间，高压气体（如氮气）进入发射装置后，冲击子弹，使其向前冲击入射杆，从而使入射杆带着入射杆垫块冲击试件，透射杆垫块、透射杆及设于透射杆末端的阻尼器起缓冲作用；冲击过程中，通过分别设于入射杆和透射杆上的应变片采集冲击力数据，并将各数据送至数据处理系统进行分析处理。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本分离式霍普金森压杆通过对传统的分离式霍普金森压杆进行改进，在入射杆和透射杆相对的两端分别设置圆台状垫块，在不改变入射杆和透射杆直径的情况下，扩大其端面直径，使霍普金森压杆可适用于直径大于入射杆或透射杆的试件冲击试验，扩大其使用范围，实现了同一型号的霍普金森压杆可适用于多规格试件的冲击试验，使用灵活而方便。
附图说明
图1为本分离式霍普金森压杆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，如图1所示，包括入射杆1、垫块和透射杆2，入射杆和透射杆相对的两端分别设置垫块，两个垫块之间设置试件；垫块为横置的圆台结构，垫块与入射杆连接的端面直径与入射杆的直径相等，垫块与透射杆连接的端面直径与透射杆的直径相等，垫块与试件相接的端面直径大于入射杆和透射杆的直径。
垫块包括入射杆垫块3和透射杆垫块4，入射杆垫块与入射杆连接，透射杆垫块与透射杆连接，入射杆垫块和透射杆垫块对称位于试件两侧。
入射杆、入射杆垫块、透射杆垫块和透射杆依次同轴设置。
入射杆和透射杆的直径均为74mm；
入射杆垫块上，与入射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，入射杆垫块的厚度为200～350mm；
透射杆垫块上，与透射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，透射杆垫块的厚度为200～350mm。
其中，上述垫块的直径及厚度范围较为合适。若垫块的直径及厚度过小，则达不到适用多规格试件的目的；若垫块的直径及厚度过大，则容易影响入射杆及透射杆的稳定性。
入射杆垫块与入射杆之间可采用焊接固定或螺纹连接，透射杆垫块与透射杆之间也可采用焊接固定或螺纹连接。
垫块为钢质垫块，其材质与入射杆和透射杆相同。
本实施例作为一种优选方案，其中，入射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，入射杆垫块的厚度为300mm；透射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，透射杆垫块的厚度为300mm；试件是边长为150mm的混凝土立方体试块。
本分离式霍普金森压杆使用时，其原理是：试件9设于入射杆垫块和透射杆垫块之间，高压气体（如氮气）进入发射装置5（如图1中的箭头所示）后，冲击子弹6，使其向前冲击入射杆，从而使入射杆带着入射杆垫块冲击试件，透射杆垫块、透射杆及设于透射杆末端的阻尼器7起缓冲作用；冲击过程中，通过分别设于入射杆和透射杆上的应变片8采集冲击力数据，并将各数据送至数据处理系统进行分析处理。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (7)
1.适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，包括入射杆、垫块和透射杆，入射杆和透射杆相对的两端分别设置垫块，两个垫块之间设置试件；垫块为横置的圆台结构，垫块与入射杆连接的端面直径与入射杆的直径相等，垫块与透射杆连接的端面直径与透射杆的直径相等，垫块与试件相接的端面直径大于入射杆和透射杆的直径。
2.根据权利要求1所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述垫块包括入射杆垫块和透射杆垫块，入射杆垫块与入射杆连接，透射杆垫块与透射杆连接，入射杆垫块和透射杆垫块对称位于试件两侧。
3.根据权利要求2所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述入射杆、入射杆垫块、透射杆垫块和透射杆依次同轴设置。
4.根据权利要求2所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述入射杆和透射杆的直径均为74mm；
入射杆垫块上，与入射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，入射杆垫块的厚度为200～350mm；
透射杆垫块上，与透射杆相连接的端面直径为74mm，与试件相接的端面直径为100～250mm，透射杆垫块的厚度为200～350mm。
5.根据权利要求4所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述入射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，入射杆垫块的厚度为300mm；
透射杆垫块上，与试件相接的端面直径为230mm，透射杆垫块的厚度为300mm。
6.根据权利要求2所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述入射杆垫块与入射杆之间焊接固定或螺纹连接，透射杆垫块与透射杆之间焊接固定或螺纹连接。
7.根据权利要求1所述适用于多规格试件的分离式霍普金森压杆，其特征在于，所述垫块为钢质垫块。
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