CN205003016U - 一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，包括箱体，所述箱体内部套设有用于上下往复运动的活塞，所述活塞与箱体内壁的接触位置设置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固连有驱动活塞上下运动的压杆，所述活塞的下端面与箱体内底面之间设置有缓冲装置，所述压杆的顶部穿出箱体外并设置有受压组件。该动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置的受压组件为第一级受压缓冲，当受压橡胶衬垫变形到最大值以后，缓冲装置为第二级受压缓冲，缓冲效果好，结构简单。
Description
技术领域
本实用新型提供一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，特别是应用于材料的力学性能测试，属于机械领域。
背景技术
SHPB实验装置是当前实验用的冲击加载装置，SHPB实验装置可以高速发射弹丸与试验材料撞击来加载，SHPB实验测试系统通常由入射，透射，吸能杆，以及缓冲装置组成，弹与入射杆碰撞后施加到入射杆一个撞击力，该撞击力通过入射杆，试件，最后传播到吸收杆，设置在吸收杆后端的缓冲装置是要将吸收杆的撞击力缓冲、吸收；如果其结构设计不合理，往往造成吸收杆的回弹速度高，存在压杆脱离支撑托架而发生掉杆现象；同时由于碰撞力得不到有效降低，造成压杆产生墩粗、弯曲等塑性变形。目前，SHPB实验缓冲装置采用的通常是油阻尼装置，其加工复杂，成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置。
本实用新型解决技术问题所采用的方案是一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，包括箱体，所述箱体内部套设有用于上下往复运动的活塞，所述活塞与箱体内壁的接触位置设置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固连有驱动活塞上下运动的压杆，所述活塞的下端面与箱体内底面之间设置有缓冲装置，所述压杆的顶部穿出箱体外并设置有受压组件。
进一步的，所述缓冲装置包括缓冲橡胶衬垫与缓冲弹簧，所述缓冲弹簧设置于活塞的中轴线上，所述缓冲橡胶衬垫设置于缓冲弹簧的外周。
进一步的，所述受压组件包括与压杆的顶部固连的受压衬垫，所述受压衬垫上方设置有受压橡胶衬垫。
进一步的，所述受压衬垫与压杆经固定螺钉进行固连，所述压杆与活塞经固定螺钉进行固连。
进一步的，所述箱体由箱座与箱盖组成，所述箱盖的顶部设置有用于控制箱体内部气压的通气器，所述箱座与箱盖之间设置有密封圈。
进一步的，所述箱座与箱盖经固定螺钉进行固连，所述压杆与箱盖之间采用间隙配合的轴孔连接。
进一步的，所述活塞的下端面及箱座的弹簧安装面上均设置有用于定位缓冲弹簧的凸台。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：当外载荷对压杆加载时，首先在受压橡胶衬垫上受载，使受压橡胶衬垫受压变形，实现缓冲功能；当受压橡胶衬垫变形到最大值以后，外载荷通过压杆直接作用在活塞上，活塞下端面的缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫能够同时实现对外载荷的缓冲；当活塞受载往下运动时，由于箱体内部与活塞下端面之间形成的下型腔是一个密闭空间，活塞压缩气体做功，消耗外载荷能量，同时压强增大，使活塞产生反作用力，从而实现对外载荷的缓冲；为避免加载时对活塞造成二次冲击载荷，缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫的自由长度稍大于活塞下端面与箱座上缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫安装面的最大距离，使缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫在未受载时就具有一定的预应力；外载荷卸载后，为避免箱体内部与活塞上端面之间形成的上型腔气体受压增大活塞的回程阻力，箱盖顶部设计有通气器，用于平衡上型腔气体与外界气体压力；外载荷卸载后，在缓冲弹簧的推力和压缩空气的共同作用下，活塞能迅速回程上升，避免了缓冲橡胶衬垫变形后，形状回复较慢且回复时推力较小的问题；为保证下型腔的气密性，箱盖与箱座之间设计有密封圈，同时活塞与箱体内壁的接触位置设置有活塞密封圈；为保证活塞的定位和固定，同时又保证活塞能够自由上下运动，压杆与箱盖之间采用轴孔连接，并使用间隙配合；活塞的下端面及箱座的弹簧安装面上均设置有凸台，用于定位缓冲弹簧，保证装置在工作过程中，弹簧定位可靠。
附图说明
下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
图1为该实用新型的结构示意图一；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为该实用新型的结构示意图二；
图中：
1-箱体；2-活塞；3-活塞密封圈；4-压杆；5-缓冲橡胶衬垫；6-缓冲弹簧；7-受压衬垫；8-受压橡胶衬垫；9-固定螺钉；10-箱座；11-箱盖；12-通气器；13-密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1～3所示，一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，包括箱体1，所述箱体内部套设有用于上下往复运动的活塞2，所述活塞与箱体内壁的接触位置设置有活塞密封圈3，所述活塞的上端面固连有驱动活塞上下运动的压杆4，所述活塞的下端面与箱体内底面之间设置有缓冲装置，所述压杆的顶部穿出箱体外并设置有受压组件。
在本实施例中，所述缓冲装置包括缓冲橡胶衬垫5与缓冲弹簧6，所述缓冲弹簧设置于活塞的中轴线上，所述缓冲橡胶衬垫设置于缓冲弹簧的外周。
在本实施例中，所述受压组件包括与压杆的顶部固连的受压衬垫7，所述受压衬垫上方设置有受压橡胶衬垫8。
在本实施例中，所述受压衬垫与压杆经固定螺钉9进行固连，所述压杆与活塞经固定螺钉进行固连。
在本实施例中，所述箱体由箱座10与箱盖11组成，所述箱盖的顶部设置有用于控制箱体内部气压的通气器12，所述箱座与箱盖之间设置有密封圈13。
在本实施例中，所述箱座与箱盖经固定螺钉进行固连，所述压杆与箱盖之间采用间隙配合的轴孔连接。
在本实施例中，所述活塞的下端面及箱座的弹簧安装面上均设置有用于定位缓冲弹簧的凸台。
在本实施例中，为保证缓冲橡胶衬垫的定位，缓冲橡胶衬垫以过盈配合的方式安装在箱座上的安装孔中；受压橡胶衬垫与受压衬垫采用过盈配合的轴孔连接。
具体实施过程：当外载荷对压杆加载时，首先在受压橡胶衬垫上受载，使受压橡胶衬垫受压变形，实现缓冲功能；当受压橡胶衬垫变形到最大值以后，外载荷通过压杆直接作用在活塞上，活塞下端面的缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫能够同时实现对外载荷的缓冲；当活塞受载往下运动时，由于箱体内部与活塞下端面之间形成的下型腔是一个密闭空间，活塞压缩气体做功，消耗外载荷能量，同时压强增大，使活塞产生反作用力，从而实现对外载荷的缓冲；为避免加载时对活塞造成二次冲击载荷，缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫的自由长度稍大于活塞下端面与箱座上缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫安装面的最大距离，使缓冲弹簧和缓冲橡胶衬垫在未受载时就具有一定的预应力；外载荷卸载后，为避免箱体内部与活塞上端面之间形成的上型腔气体受压增大活塞的回程阻力，箱盖顶部设计有通气器，用于平衡上型腔气体与外界气体压力；外载荷卸载后，在缓冲弹簧的推力和压缩空气的共同作用下，活塞能迅速回程上升，避免了缓冲橡胶衬垫变形后，形状回复较慢且回复时推力较小的问题。
上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内部套设有用于上下往复运动的活塞，所述活塞与箱体内壁的接触位置设置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固连有驱动活塞上下运动的压杆，所述活塞的下端面与箱体内底面之间设置有缓冲装置，所述压杆的顶部穿出箱体外并设置有受压组件。
2.根据权利要求1所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述缓冲装置包括缓冲橡胶衬垫与缓冲弹簧，所述缓冲弹簧设置于活塞的中轴线上，所述缓冲橡胶衬垫设置于缓冲弹簧的外周。
3.根据权利要求1所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述受压组件包括与压杆的顶部固连的受压衬垫，所述受压衬垫上方设置有受压橡胶衬垫。
4.根据权利要求3所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述受压衬垫与压杆经固定螺钉进行固连，所述压杆与活塞经固定螺钉进行固连。
5.根据权利要求1所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述箱体由箱座与箱盖组成，所述箱盖的顶部设置有用于控制箱体内部气压的通气器，所述箱座与箱盖之间设置有密封圈。
6.根据权利要求5所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述箱座与箱盖经固定螺钉进行固连，所述压杆与箱盖之间采用间隙配合的轴孔连接。
7.根据权利要求6所述的动态测试设备分离式霍普金森压杆的多级缓冲装置，其特征在于：所述活塞的下端面及箱座的弹簧安装面上均设置有用于定位缓冲弹簧的凸台。
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