CN206523362U - 一种霍普金森压杆实验装置 - Google Patents

Abstract

一种霍普金森压杆实验装置，包括霍普金森压杆，还包括第一实验台、第二试验台以及连接第一试验台和第二试验台的连接件，所述第一试验台的柜体内设置有对霍普金森压杆提供动力的气室和用于测试霍普金森压杆速度的速度采集装置，所述第一试验台上设置有连接速度采集装置的电脑，所述第二实验台内设置有用于检测并分析霍普金森压杆上的脉冲的动态应变仪，所述动态应变仪连接电脑，所述普金森压杆固定设置在所述第一试验台、第二试验台以及连接件的上方，以使在做实验时更为方便的效果。

Description

一种霍普金森压杆实验装置

技术领域

本实用新型涉及材料动态力学性能研究领域，特别涉及一种霍普金森压杆实验装置。

背景技术

霍普金森压杆是一种检测试件动态力学性能的装置，其主要包括气枪（炮，或称发射装置）、子弹、入射杆、透射杆、能量吸收装置和数据采集系统组成。试件被夹在入射杆和透射杆之间。子弹（一根短杆）手高压气体推动，从发射装置中一移动速度（由测速仪测出）射出，撞击入射杆，在入射杆中形成一个压力脉冲，即入射波（由贴在入射杆上的电阻应变片测得），压力脉冲在入射杆中向前传播，当传送至入射杆与试件界面时，由于试件材料和透射杆材料的惯性效应，整个试件将被压缩。同时，由于杆与试件之间的波阻抗差异，入射波被部分反射为反射波还由贴在入射杆上的电阻应变片测得，透射波由透射杆上的电阻应变片测得，由测得的入射波、反射波和透射波就可以处理得到材料的形变和破坏情况，获得材料的动态力学性能数据。

如申请号为201410128753.0的发明所公开的一种霍普金森压杆实验装置，其通过电磁驱动装置驱动子弹，使子弹以一定的速度撞击入射杆，然后通过高速摄像头和力传感器分别测出应变曲线和实时的力，最后将应变曲线结合实时的力整合成应力应变曲线。

现有技术中霍普金森压杆实验装置上的数据采集和计算设备以及实验控制装置相距较远，在操作人员使用该实验装置时，不但需要对实验控制装置进行操作，以使霍普金森压杆实验装置工作，还需要对试验中所采集的数据进行计算，所以操作人员需要在数据采集和计算设备以及实验控制装置之间来回走动或需要多个操作人员进行操作，这种工作方式会造成较大的人力资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种霍普金森压杆实验装置，通过工作台将各种装置集成在工作台内部，从而方便工作人员在工作台上进行实验。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种霍普金森压杆实验装置，包括霍普金森压杆，还包括第一实验台、第二试验台以及连接第一试验台和第二试验台的连接件，所述第一试验台的柜体内设置有对霍普金森压杆提供动力的气室、气源和用于测试霍普金森压杆速度的速度采集装置，所述第一试验台上设置有连接速度采集装置的电脑，所述第二实验台内设置有用于检测并分析霍普金森压杆上的脉冲的动态应变仪，所述动态应变仪连接电脑，所述普金森压杆固定设置在所述第一试验台、第二试验台以及连接件的上方。

通过采用上述技术方案，一般霍普金森压杆长度较长，所以在霍普金森压杆的两端设置试验台，用来支撑霍普金森压杆，而霍普金森压杆在实验时，会产生一定的冲击力，所以在第一实验台和第二试验台之间固定设置一个连接件，并将霍普金森压杆也固定设置在连接件上方，第一实验台和第二试验台的设置还能盛放一些设备比如气室、速度采集装置以及动态应变仪等，同时还能存放更多的实验器械。

作为本实用新型的改进，所述连接件包括固定设置在第一实验台和第二实验台并为霍普金森压杆充当底座的横梁、设置在横梁下方用于连接第一实验台和第二实验台的固定杆以及连接横梁与固定杆的固定连接装置。

通过采用上述技术方案，连接件包括横梁、固定杆以及固定连接装置，横梁用于支撑整个霍普金森压杆，固定杆用于将第一试验台和第二试验台连接在一起，以增加霍普金森压杆在做实验时整体的承受能力，固定连接装置的设置起到固定横梁和固定杆的效果，进一步增加整体的坚固性。

作为本实用新型的改进，所述固定杆的两端分别穿设于第一试验台和第二试验台，且固定杆的两端均设置有档边。

通过采用上述技术方案，固定杆的两端分别穿设于第一实验台和第二实验台，且两端分别设置有档边，在实验时，由于档边的存在当第一试验台和第二试验台承受反弹力时，档边可以滴在试验台的内壁，从而保证结构的稳定性。

作为本实用新型的改进，所述档边与第一试验台的内壁或第二试验台的内壁之间设置有缓冲垫圈。

通过采用上述技术方案，在档边与试验台内壁之间设置有缓冲垫进一步增加反弹力起到保护试验台的效果。

作为本实用新型的改进，所述第一试验台和第二试验台的台面以及连接件均为铝型材材质。

通过采用上述技术方案，铝型材具有重量轻、耐腐蚀性强、可塑性强以及可回收重复利用的特点，所以作为优选。

作为本实用新型的改进，所述起源与所述霍普金森压杆通过一通气管连通，所述通气管依次设置手动阀门、调压阀和气动球阀。

通过采用上述技术方案，手动阀门、调压阀和气动球阀使霍普金森压杆供气更为稳定。

作为本实用新型的改进，连接件上设置有支撑霍普金森压杆的入射杆和透射杆的支撑件，所述支撑件包括直线轴承套和斜口支座，其中斜口支座固定设置在横梁上，斜口支座上设置有一个45度角倾斜向上的豁口，斜口支座顶部和豁口之间设置有一个竖直方向的丝杆，丝杆的上端固定设置有一个手轮。

通过采用上述技术方案，方便入射杆和透射杆的拆卸和安装。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：一般霍普金森压杆长度较长，所以在霍普金森压杆的两端设置试验台，用来支撑霍普金森压杆，而霍普金森压杆在实验时，会产生一定的冲击力，所以在第一实验台和第二试验台之间固定设置一个连接件，并将霍普金森压杆也固定设置在连接件上方，第一实验台和第二试验台的设置还能盛放一些设备比如气室、速度采集装置以及动态应变仪等。

附图说明

图1是霍普金森压杆实验装置轴侧图；

图2是图1中的A部放大图；

图3是霍普金森压杆实验装置试验台内部结构示意图；

图4是图3中的B部放大图。

图中，1、工作台架；11、第一实验台；111、气室；112、速度采集装置；113、电脑；114、调压旋钮；115、球阀按钮；116、气源；12、第二实验台；121、动态应变仪；13、连接件；131、横梁；1311、滑槽；132、固定杆；1321、挡边；1322、缓冲垫圈；133、固定连接装置；2、霍普金森压杆；3、通气管；31、手动阀门；32、调压阀；33、气动球阀；4、支撑件；41、直线轴承套；42、斜口支座；421、豁口；422、丝杆； 5、限位装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种霍普金森压杆实验装置，包括工作台架1和设置在工作台架1上的霍普金森压杆2。工作台架1包括第一实验台11、第二实验台12以及固定连接第一实验台11和第二实验台12的连接件13。连接件13以及第一实验台11和第二实验台12的上板面均为铝型材材质，第一实验台11和第二实验台12的其余部位均为不锈钢材质。

其中,连接件13包括位于上部的横梁131、位于下部并与横梁131平行的固定杆132以及固定设置在横梁131和固定杆132之间的固定连接装置133。其中，横梁131设置为水平状态，其一端通过螺栓固定在第一实验台11上，另一端通过螺栓固定在第二实验台12上，横梁131的上表面沿横梁131长度方向设置有滑槽1311，横梁131上设置有六个通过滑槽1311与横梁131滑移连接的支撑件4，支撑件4用于支撑霍普金森压杆2中的入射杆、透射杆或发射管。横梁131位于第二实验台12上的一端固定设置有限位装置5，限位装置5设置为气缸，气缸的活塞杆与上述霍普金森压杆2的透射杆同轴，并且气缸的活塞杆抵接霍普金森压杆2的透射杆。

如图2所示，支撑件4包括直线轴承套41和斜口支座42，其中斜口支座42固定设置在横梁131上，斜口支座42上设置有一个45度角倾斜向上的豁口421（该角度可根据实际需要设置，此处优选为45度，但不限于45度），斜口支座42顶部和豁口421之间设置有一个竖直方向的丝杆422，丝杆422的的上端固定设置有一个手轮。当使用该支撑件时，可先将斜口支座42固定在横梁上，然后将直线轴承套41套设在图1中霍普金森压杆2的入射杆、透射杆或发射管上，再将直线轴承套41卡入斜口支座42的或口内，旋拧手轮，使丝杆422的下端抵住直线轴承套41,将直线轴承套41固定在豁口421内。当需要更换支撑件4上的入射杆、透射杆或发射管时，可旋拧手轮，使丝杆422脱离直线轴承套41，即可将入射杆、透射杆或发射管从支撑件4上取下。支撑件4的设置可方便入射杆、透射杆或发射管的更换。

如图3所示，固定杆132的长度稍短于横梁131的长度，固定杆132的两端分别伸入第一实验台11内部与第二实验台12内部，并且固定杆132的两端均外扩形成挡边1321，在挡边1321与相应的第一实验台11的内壁或第二实验台12的内壁之间均设置有缓冲垫圈1322。

固定杆132与缓冲垫圈1322的作用在于：在使用霍普金森压杆2检测试件的力学特性时，会对工作台架1产生一定的冲击力，从而使固定杆132与第一实验台11或第二实验台12之间产生相对位移，此时则证明工作台架1自身产生了一定的形变，而霍普金森压杆2对于工作台架1的抗性变能力要求很高，缓冲垫圈1322与固定杆132可以在一定成度上减缓工作台架1自身的形变的产生，并且缓冲垫圈1322还可以防止固定杆132与第一实验台11或第二实验台12之间产生刚性的冲击。

固定连接装置133的长度方向与横梁131的长度方向垂直。固定连接装置133的两端分别通过螺栓与横梁131和固定杆132连接，固定连接装置133的设置可以在一定程度上防止横梁131或固定杆132产生形变，起到了加固工作台架1的作用。

如图3-4所示，其中第一实验台11内设置有气源116、连通气源116并为霍普金森压杆2提供动力的气室111和用于测试霍普金森压杆2速度的速度采集装置112，气室111联通有一根通气管3，的另一端伸出第一实验台11内部连接霍普金森压杆2，通气管3位于第一实验台11外部的部分依次设置有手动阀门31、调压阀32和气动球阀33。第一实验台11的上表面设置有用于处理数据的电脑113，在电脑113旁边设置有功能按钮，功能按钮包括控制调压阀32的调压旋钮114和控制气动球阀33的球阀按钮115。当需要为霍普金森压杆2提供动力时，可首先调节调压旋钮114，使通气管3内的气压达到预设的值，然后按下球阀按钮115，使气动球阀33由关断状态转为导通状态，从而使通气管3内的高压气体作用到霍普金森压杆2并为霍普金森压杆2提供动力。第二实验台12内固定设置有用于检测并分析霍普金森压杆2上的脉冲的动态应变仪121，动态脉冲应变仪将处理后的数据穿设到电脑113进行集中处理。这种集中控制的方式可以方便操作人员对实验装置的操作以及对实验数据的处理。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种霍普金森压杆实验装置，包括霍普金森压杆(2)，其特征在于：还包括第一实验台(11)、第二试验台以及连接第一试验台和第二试验台的连接件，所述第一试验台的柜体内设置有对霍普金森压杆(2)提供动力的气室(111)、气源（116）和用于测试霍普金森压杆(2)速度的速度采集装置(112)，所述第一试验台上设置有连接速度采集装置(112)的电脑(113)，所述第二实验台(12)内设置有用于检测并分析霍普金森压杆(2)上的脉冲的动态应变仪(121)，所述动态应变仪(121)连接电脑(113)，所述普金森压杆固定设置在所述第一试验台、第二试验台以及连接件上方。

2.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆实验装置，其特征在于：所述连接件包括固定设置在第一实验台(11)和第二实验台(12)上方并为霍普金森压杆(2)充当底座的横梁(131)、设置在横梁(131)下方用于连接第一实验台(11)和第二实验台(12)的固定杆(132)以及连接横梁(131)与固定杆(132)的固定连接装置(133)。

3.根据权利要求2所述的一种霍普金森压杆实验装置，其特征在于：所述固定杆(132)的两端分别穿设于第一试验台和第二试验台，且固定杆(132)的两端均设置有档边（1321）。

4.根据权利要求3所述的一种霍普金森压杆(2)实验装置其特征在于：所述档边与第一试验台的内壁或第二试验台的内壁之间设置有缓冲垫圈(1322)。

5.根据权利要求4所述的一种霍普金森压杆实验装置，其特征在于：所述第一试验台和第二试验台的台面以及连接件均为铝型材材质。

6.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆实验装置，其特征在于：所述气室（111）与所述霍普金森压杆(2)通过一通气管(3)连通，所述通气管(3)上依次设置手动阀门(31)、调压阀(32)和气动球阀(33)。

7.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆实验装置，其特征在于：连接件（13）上设置有支撑霍普金森压杆的入射杆和透射杆的支撑件（4），所述支撑件（4）包括直线轴承套（41）和斜口支座（42），其中斜口支座（42）固定设置在横梁（131）上，斜口支座（42）上设置有一个45度角倾斜向上的豁口（421），斜口支座（42）顶部和豁口（421）之间设置有一个竖直方向的丝杆（422），丝杆（422）的上端固定设置有一个手轮。