CN208223987U - 用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱 - Google Patents
用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱。包括上盘箱体和下盘箱体；上盘箱体设有半圆管状的上盘炉堂；下盘箱体内设有半圆管状的下盘炉堂，下盘炉堂的内壁上均布设有加热元件；上盘箱体和下盘箱体对合时，上盘炉堂和下盘炉堂对合形成完整的保温炉堂；保温炉堂的轴向内同轴设有入射杆和透射杆，使用时，被测试样安装于入射杆和透射杆之间；保温炉堂的设计保温温度为常温～1200℃。该高温环境箱能够与SHPB试验装置配合使用，实现高温试样在转移过程中的温度损失补偿和相应试验环境温度，使试样内外温度场均匀分布；同时能够有效防止试样碎片的飞出，保证试验安全；还能作为临时加热设备，对易受热试样进行快速加热。
Description
技术领域
本实用新型属于测试高温状态下材料动态力学性能的一种试验装置技术领域，具体涉及SHPB试验装置。
背景技术
1949年H. Kolsky建立了分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，简称SHPB），经过近70年的发展，已成为测试材料高应变率下力学性能的一种基本试验装置。其结构简单、操作方便、测量方法巧妙、加载波形易于控制，其涉及的应变率范围（101～～103s-1）也是人们所关心的一般工程材料流动应力的应变率敏感性变化比较剧烈的范围。基于这些原因，SHPB试验装置及配套相关设备还在不断发展与完善。
由于科技的进步，当前的工程材料的工作环境往往涉及到高温和高应变率等同时出现的极端情况，例如核反应堆材料、航空航天材料，深部资源的开采等。因此，高温状态下材料的动态力学性能已成为人们非常关心的一个问题。目前，人们利用SHPB试验装置开展了常温或加热至高温冷却后的材料动态力学试验研究，而利用SHPB试验装置开展实时高温环境下的材料试验研究则存在一定的困难。
发明内容
为了实现加热后的高温试样在转移过程中温度损失补偿和试验环境温度，使试样内外温度场均匀分布；同时，可以防止高温试样冲击过程中碎块飞出，以保证试验的安全性，本实用新型提供一种用于SHPB试验装置的高温环境箱。
用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱包括上盘箱体1和下盘箱体3；上盘箱体1内通过上固定支架22设有半圆管状的上盘炉堂11，上盘炉堂11的外壁和上盘箱体1的内壁之间填充有上隔热材料10；下盘箱体3内通过下固定支架23设有半圆管状的下盘炉堂14，下盘炉堂14的内壁上均布设有加热元件13；下盘炉堂14的外壁和下盘箱体3的内壁之间填充有下隔热材料17；所述上盘箱体1和下盘箱体3对合时，上盘炉堂11和下盘炉堂14对合形成完整的保温炉堂；与保温炉堂轴向对应的高温环境箱的方向为轴向；
保温炉堂的轴向内同轴设有分离式霍普金森压杆试验装置的入射杆27和透射杆28，入射杆27的夹持端和透射杆28的夹持端相对应，且位于保温炉堂的中部，入射杆27的另一端和透射杆28的另一端均伸至所述高温环境箱的外部；
使用时，被测试样安装于入射杆27的夹持端和透射杆28的夹持端之间；保温炉堂的设计保温温度为常温～1200℃。
进一步限定的技术方案如下：
所述上隔热材料10和下隔热材料17均为硅酸铝纤维毯材料。
所述下盘箱体3的底部均布设有四根向下的固定螺栓26，四根固定螺栓26分为两对，一对固定螺栓26对称位于入射杆27的两侧，另一对下盘固定螺栓26对称位于透射杆28的两侧；每对固定螺栓26分别通过固定螺帽25固定连接着位于下盘箱体3外部的基座横板24；所述基座横板24为平板状，且垂直于下盘箱体3的轴向；每块基座横板24底部对称设有两块基座竖板19，两块基座竖板19呈卡子状。
每块基座横板24沿入射杆27和透射杆28径向预留有两个条形螺栓孔，且下盘箱体3和基座横板24之间设有垫块，实现下盘箱体3安装时的高度、对中及水平度的调整。
所述加热元件13为耐高温的硅碳棒。
附图说明
图1为本实用新型的外观示意图。
图2为本实用新型的侧剖面示意图。
图3为本实用新型的正剖面及其与SHPB试验装置的装配示意图。
上图中序号：上盘箱体1、铰链2、下盘箱体3、温度传感器连接线4，温度传感器5、固定螺帽6、搭扣锁7、上盘把手8、下盘把手9、上隔热层10、上盘炉膛11、试样12、加热元件13、下盘炉膛14、接线盒15、加热元件电源线16、下隔热层17、基座固定螺栓18、基座竖板19、横梁导轨20、横梁21、上固定支架22、下固定支架23、基座横板24、固定螺帽25、固定螺栓26、入射杆27、透射杆28。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
参见图1，用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱包括上盘箱体1和下盘箱体2。参见图2，上盘箱体1内通过上固定支架22安装有半圆管状的上盘炉堂11，上盘炉堂11的外壁和上盘箱体1的内壁之间填充有上隔热材料10；下盘箱体3内通过下固定支架23安装有半圆管状的下盘炉堂14，下盘炉堂14的内壁上均布安装有加热元件13，加热元件13为耐高温的硅碳棒。下盘炉堂14的外壁和下盘箱体3的内壁之间填充有下隔热材料17；上隔热材料10和下隔热材料17均为硅酸铝纤维毯材料。
参见图2和图3，下盘箱体3的底部均布安装有四根向下的固定螺栓26，四根固定螺栓26分为两对，一对固定螺栓26对称位于入射杆29的两侧，另一对下盘固定螺栓28对称位于透射杆30的两侧；每对固定螺栓26分别通过固定螺帽25固定连接着位于下盘箱体3外部的基座横板24。基座横板24为平板状，且垂直于下盘箱体3的轴向；每块基座横板24底部对称安装有两块基座竖板19，两块基座竖板19呈卡子状。
每块基座横板24沿入射杆27和透射杆28径向预留有两个条形螺栓孔，且下盘箱体3和基座横板24之间设有垫块，实现下盘箱体3安装时的高度、对中及水平度的调整。
上盘箱体1和下盘箱体3对合时，上盘炉堂11和下盘炉堂14对合形成完整的保温炉堂；与保温炉堂轴向对应的高温环境箱的方向为轴向；
保温炉堂的轴向内同轴设有分离式霍普金森压杆试验装置的入射杆27和透射杆28，入射杆27的夹持端和透射杆28的夹持端相对应，且位于保温炉堂的中部，入射杆27的另一端和透射杆28的另一端均伸至所述高温环境箱的外部。
使用时，将所述高温环境箱通过两对基座竖板19卡装在SHPB试验装置的横梁21上部的横梁导轨20上，使高温环境箱与SHPB试验装置的横梁21连接成整体。高温SHPB操作时，先将加热到预定温度的高温试样迅速转移至所述高温环境箱内，且放置于入射杆27的夹持端和透射杆28的夹持端之间；将上盘箱体1和下盘箱体3对合，使上盘炉堂11和下盘炉堂14对合形成完整的保温炉堂，接着锁上两个搭扣锁7，并在保温炉堂两端沿轴向填塞硅酸铝纤维毯；然后，使所述高温环境箱的外部和内部同时快速升温至预定试验温度，并保持一定时间的恒温，以补偿试样转移和放置过程中的热量损失；随后，进行实时高温SHPB冲击试验。
所述高温环境箱能够与SHPB试验装置配合使用，提供高温试样在转移过程中的温度损失补偿和相应试验环境温度，使试样内外温度场均匀分布；能够有效控制高温SHPB试验冲击时试样碎片的飞出，使试验相关设备和试验人员的安全得到保证，有效防止安全事故的发生；也可以作为临时加热设备使用，对易受热试样进行快速、短时间加热。
Claims (5)
1.用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱，其特征在于：包括上盘箱体（1）和下盘箱体（3）；上盘箱体（1）内通过上固定支架（22）设有半圆管状的上盘炉堂（11），上盘炉堂（11）的外壁和上盘箱体（1）的内壁之间填充有上隔热材料（10）；下盘箱体（3）内通过下固定支架（23）设有半圆管状的下盘炉堂（14），下盘炉堂（14）的内壁上均布设有加热元件（13）；下盘炉堂（14）的外壁和下盘箱体（3）的内壁之间填充有下隔热材料（17）；所述上盘箱体（1）和下盘箱体（3）对合时，上盘炉堂（11）和下盘炉堂（14）对合形成完整的保温炉堂；与保温炉堂轴向对应的高温环境箱的方向为轴向；
保温炉堂的轴向内同轴设有分离式霍普金森压杆试验装置的入射杆（27）和透射杆（28），入射杆（27）的夹持端和透射杆（28）的夹持端相对应，且位于保温炉堂的中部，入射杆（27）的另一端和透射杆（28）的另一端均伸至所述高温环境箱的外部；
使用时，被测试样安装于入射杆（27）的夹持端和透射杆（28）的夹持端之间；保温炉堂的设计保温温度为常温～1200℃。
2.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱，其特征在于：所述上隔热材料（10）和下隔热材料（17）均为硅酸铝纤维毯材料。
3.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱，其特征在于：所述下盘箱体（3）的底部均布设有四根向下的固定螺栓（26），四根固定螺栓（26）分为两对，一对固定螺栓（26）对称位于入射杆（27）的两侧，另一对下盘固定螺栓（26）对称位于透射杆（29）的两侧；每对固定螺栓（26）分别通过固定螺帽（25）固定连接着位于下盘箱体（3）外部的基座横板（24）；所述基座横板（24）为平板状，且垂直于下盘箱体（3）的轴向；每块基座横板（24）底部对称设有两块基座竖板（19），两块基座竖板（19）呈卡子状。
4.根据权利要求3所述的用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱，其特征在于：每块基座横板（24）沿入射杆（27）和透射杆（28）径向预留有两个条形螺栓孔，且下盘箱体（3）和基座横板（24）之间设有垫块，实现下盘箱体（3）安装时的高度、对中及水平度的调整。
5.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆试验装置的高温环境箱，其特征在于：所述加热元件（13）为耐高温的硅碳棒。
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| CN112082881A (zh) * | 2019-06-14 | 2020-12-15 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 霍普金森杆的加热装置 |
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