CN212483222U - 一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，霍普金森拉杆包括入射杆、透射杆和气枪，气枪内设置有第一法兰和撞击管，入射杆与第一法兰固定连接，动能吸收装置包括前动能吸收机构和后动能吸收机构，霍普金森拉杆设置在前动能吸收机构和后动能吸收机构之间；前动能吸收机构包括第一吸收杆和支架，第一吸收杆能够在支架上沿杆件轴向自由运动，第一吸收杆设置在第一法兰的一侧；后动能吸收机构包括第二吸收杆和适配器，适配器内设置有第二法兰，第二吸收杆与第二法兰固定连接，透射杆与适配器固定连接。本实用新型结构简单，设计合理，能够有效应用在霍普金森拉杆试验中，实现对岩石试样的单次脉冲加载，使用效果好，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于岩石动态物理力学性能试验技术领域，具体涉及一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置。
背景技术
对于脆性材料，抗拉强度在力学分析和工程应用中有着至关重要的作用。虽然众多的研究人员已经开发了岩石的准静态直接和动态间接拉伸强度试验方法，但是间接拉伸试验的结果与直接拉伸试验的结果有一定差别。因此开发岩石动态直接拉伸试验方法和装置对准确测量岩石的动态拉伸强度特性具有重要的意义。
Harding最早采用改进的霍普金森杆进行拉伸试验，该装置通过撞击块撞击外管，当外管中的压缩脉冲到达内杆的接头时，压缩脉冲将转换作为拉伸脉冲，从而实现拉伸脉冲在试样中的传播。Lindholm和Yeakley设计了一种基于霍普金森压杆技术的拉伸试验。他们在压缩试验中使用了实心杆和空心管。通过复杂的帽型试样实现了拉伸试验。Nicholas通过改进的霍普金森压杆系统将拉伸试样封闭在厚壁钢管中，该钢管与入射杆端、透射杆端接触，压缩脉冲在透射杆端反射成为拉伸脉冲，从而实现动态拉伸试验。陈荣等发明了一种压拉通用霍普金森杆装置，该装置将压缩和拉伸加载集成为一个实验系统，且装置可以在两种加载形式之间转换。现在常用的霍普金森拉杆系统是在入射杆的前端连接法兰，当撞击管撞击入射杆前端法兰，则产生拉伸脉冲，从而实现了对试样的动态拉伸加载。许多研究人员遵循这种设计并使其成为了标准的霍普金森拉杆系统。
在传统的霍普金森拉杆试验中，反射波和透射波将分别在入射杆和透射杆中发生多次反射，产生二次脉冲荷载，该脉冲荷载将对试样造成二次加载，进一步损坏试样，导致测量误差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在霍普金森拉杆试验中，实现对岩石试样的单次脉冲加载，使用效果好，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述霍普金森拉杆包括入射杆、透射杆和气枪，所述气枪内设置有第一法兰和撞击管，所述入射杆与第一法兰固定连接，所述动能吸收装置包括前动能吸收机构和后动能吸收机构，所述霍普金森拉杆设置在前动能吸收机构和后动能吸收机构之间；所述前动能吸收机构包括第一吸收杆和支架，所述第一吸收杆能够在支架上沿杆件轴向自由运动，所述第一吸收杆间隔设置在第一法兰远离入射杆的一侧；所述后动能吸收机构包括第二吸收杆和适配器，所述适配器内设置有第二法兰，所述第二吸收杆与第二法兰固定连接，所述透射杆与适配器固定连接。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述前动能吸收机构、后动能吸收机构和霍普金森拉杆均通过支架连接在底座上。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述第一法兰和撞击管均与气枪的内壁贴合且能够在气枪内滑动。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述第二法兰与适配器的内壁贴合且能够在适配器内滑动。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述入射杆与第一法兰通过螺纹固定连接。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述第二吸收杆与第二法兰通过螺纹固定连接。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述透射杆与适配器通过螺纹固定连接。
上述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述适配器内靠近透射杆的内壁与第二法兰之间设置有吸收垫片。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单，设计合理，实现方便。
2、本实用新型通过设计前动能吸收机构，能够对入射杆中的动能进行吸收，避免对岩石试样产生二次脉冲荷载。
3、本实用新型通过设计后动能吸收机构，能够对透射杆中的动能进行吸收，避免对岩石试样产生二次脉冲荷载。
4、本实用新型能够有效应用在霍普金森拉杆试验中，实现对岩石试样的单次脉冲加载，使用效果好，便于推广使用。
综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在霍普金森拉杆试验中，实现对岩石试样的单次脉冲加载，使用效果好，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的侧视图。
附图标记说明:
1—入射杆； 2—气枪； 3—第一法兰；
4—撞击管； 5—第一吸收杆； 6—透射杆；
7—适配器； 8—第二吸收杆； 9—第二法兰；
10—吸收垫片； 11—岩石试样； 12—支架；
14—底座。
具体实施方式
如图1～图3所示，本实用新型的用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述霍普金森拉杆包括入射杆1、透射杆6和气枪2，所述气枪2内设置有第一法兰3和撞击管4，所述入射杆1与第一法兰3固定连接，所述动能吸收装置包括前动能吸收机构和后动能吸收机构，所述霍普金森拉杆设置在前动能吸收机构和后动能吸收机构之间；所述前动能吸收机构包括第一吸收杆5和支架12，所述第一吸收杆5能够在支架12上沿杆件轴向自由运动，所述第一吸收杆5间隔设置在第一法兰3远离入射杆1的一侧；所述后动能吸收机构包括第二吸收杆8和适配器7，所述适配器7内设置有第二法兰9，所述第二吸收杆8与第二法兰9固定连接，所述透射杆6与适配器7固定连接。
本实施例中，所述前动能吸收机构、后动能吸收机构和霍普金森拉杆均通过支架12连接在底座14上。
具体实施时，所述支架12上设置有供第一吸收杆5和第二吸收杆8穿过的圆孔，所述第一吸收杆5和第二吸收杆8能够在圆孔中沿杆件轴向自由运动。
本实施例中，所述第一法兰3和撞击管4均与气枪2的内壁贴合且能够在气枪2内滑动。
本实施例中，所述第二法兰9与适配器7的内壁贴合且能够在适配器7内滑动。
本实施例中，所述入射杆1与第一法兰3通过螺纹固定连接。
本实施例中，所述第二吸收杆8与第二法兰9通过螺纹固定连接。
本实施例中，所述透射杆6与适配器7通过螺纹固定连接。
本实施例中，所述适配器7内靠近透射杆6的内壁与第二法兰9之间设置有吸收垫片10。
具体实施时，所述吸收垫片10用于避免第二法兰9二次撞击适配器7内壁。
具体实施时，所述入射杆1与透射杆6之间设置有用于粘贴岩石试样11的间距，岩石试样11的形状为哑铃形，通过环氧树脂胶将岩石试样11的端面与入射杆1和透射杆6的端面进行粘合固定。
本实用新型使用时，首先，将第一吸收杆5与第一法兰3拉离一定距离，将第二吸收杆8拉离一定距离，使第二吸收杆8固定连接的第二法兰9在适配器7位于靠近第二吸收杆8的一侧；然后，气枪2内充入高压气体，推动撞击管4撞击第一法兰3，在入射杆1内产生拉伸应力波，拉伸应力波从入射杆1的自由端沿着入射杆1向岩石试样11传播，当传播至入射杆1与岩石试样11之间的界面时，拉伸应力波发生反射，形成压缩应力波，压缩应力波反向传播至入射杆1的自由端时，第一法兰3刚好接触到第一吸收杆5，压缩应力波通过第一法兰3传播至第一吸收杆5中，压缩应力波在第一吸收杆5内连续反射，而不会在入射杆1内发生二次反射；同时，应力波穿过岩石试样11传播至透射杆6，沿着透射杆6传播至适配器7，拉伸应力波通过适配器7和第二法兰9传播至第二吸收杆8中。拉伸应力波在第二吸收杆8的自由端反射形成压缩应力波，压缩应力波在第二吸收杆8内连续反射，不会在透射杆6内发生反射。通过前动能吸收机构和后动能吸收机构实现霍普金森拉杆对岩石试样11的单次脉冲加载。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，所述霍普金森拉杆包括入射杆(1)、透射杆(6)和气枪(2)，所述气枪(2)内设置有第一法兰(3)和撞击管(4)，所述入射杆(1)与第一法兰(3)固定连接，其特征在于：所述动能吸收装置包括前动能吸收机构和后动能吸收机构，所述霍普金森拉杆设置在前动能吸收机构和后动能吸收机构之间；所述前动能吸收机构包括第一吸收杆(5)和支架(12)，所述第一吸收杆(5)能够在支架(12)上沿杆件轴向自由运动，所述第一吸收杆(5)间隔设置在第一法兰(3)远离入射杆(1)的一侧；所述后动能吸收机构包括第二吸收杆(8)和适配器(7)，所述适配器(7)内设置有第二法兰(9)，所述第二吸收杆(8)与第二法兰(9)固定连接，所述透射杆(6)与适配器(7)固定连接。
2.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述前动能吸收机构、后动能吸收机构和霍普金森拉杆均通过支架(12)连接在底座(14)上。
3.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述第一法兰(3)和撞击管(4)均与气枪(2)的内壁贴合且能够在气枪(2)内滑动。
4.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述第二法兰(9)与适配器(7)的内壁贴合且能够在适配器(7)内滑动。
5.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述入射杆(1)与第一法兰(3)通过螺纹固定连接。
6.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述第二吸收杆(8)与第二法兰(9)通过螺纹固定连接。
7.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述透射杆(6)与适配器(7)通过螺纹固定连接。
8.按照权利要求1所述的一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置，其特征在于：所述适配器(7)内靠近透射杆(6)的内壁与第二法兰(9)之间设置有吸收垫片(10)。
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| CN202021218598.9U CN212483222U (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 一种用于霍普金森拉杆的动能吸收装置 |
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