CN213422808U - 一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，包括可拆卸夹持装置(2)，所述可拆卸夹持装置(2)设有容置试件(6)的通孔(5)，通孔(5)两侧设有定位部件；所述试件(6)前后端匹配安装有入射杆(1)以及投射杆(4)。本实用新型还提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载方法。本实用新型通过上下可拆卸的结构以及定位部件提高了试件的测试准确度；本实用新型通过刻度尺以及定位槽、定位块以及螺栓螺母之间的配合可以对装置进行微调，保证了测试过程试件处于被动围压状态。本实用新型结构简单、安装拆卸方便；能够实现试件放置的精准化，便于后期维护。

Description

一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置

技术领域

本实用新型涉及材料的动态力学性能测试研究技术领域，特别涉及一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置。

背景技术

在科学研究和工程技术等广泛领域中，经常会遇到动态载荷问题，如爆破冲击、机械扰动和地震作用等。高幅值短持续时间的脉冲和荷载所引起材料力学性质的应变率效应，对于抗动载的结构设计与分析是非常重要的。而研究材料在脉冲动载作用下的力学性质的实验设备，分离式霍普金森压杆被公认为最常用最有效的研究脉冲动载作用下材料力学性质的实验设备。

在运用分离式霍普金森压杆研究中高应变率作用下的动力学问题时，大多数材料需要被制成匹配压杆的试样。材料的原始应力状态十分复杂，可能为无外力状态、一维受力状态或多维受力状态，工程现场中常常出现对材料自由面进行被动控制的情况。若要模拟材料受被动围压影响，则需在材料测试中对试样侧表面进行无压力紧密约束。

目前加载被动围压装置多为略大于杆径的钢制套筒，材料放入该装置时不易确定初始位置；动态加载时材料放入和取出困难，尤其是脆性材料试验完成取出时易破碎；特别是对于强度较低脆性材料无法保证对试样侧表面的无压力紧密约束，无法确保试样处于被动围压状态，造成试验结果偏差。

基于此，现急需一种加载准确、定位精准、结构简单且操作便捷的分离式霍普金森压杆被动围压加载装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型旨在提出一种分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，达到了被动围压装置加载定位准确、试件易安装且保证处于被动围压状态。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，包括可拆卸夹持装置，所述可拆卸夹持装置设有容置试件的通孔，通孔两侧设有定位部件；所述试件前后端匹配安装有入射杆以及投射杆。

进一步的，所述可拆卸夹持装置包括上侧半圆套筒以及下侧半圆套筒，所述上侧半圆套筒与下侧半圆套筒通过螺栓螺母可拆卸连接，所述上侧半圆套筒与下侧半圆套筒之间装配形成所述通孔，所述定位部件为分别设在上侧半圆套筒与下侧半圆套筒的下端安装面以及上端安装面上的刻度线；在装配前，所述试件通过刻度线定位放置于所述下侧半圆套筒内并确定初始位置。

进一步的，所述上侧半圆套筒与下侧半圆套筒的下端安装面以及上端安装面上还设有相互匹配的定位块以及定位槽。

进一步的，所述试件表面包裹有金属片，所述通孔的上侧内表面贴有应变片，所述应变片通过脚线连接桥路与静态应变仪连接。

进一步的，所述金属片的厚度为0.02-0.2mm，金属片上涂有耦合剂。

进一步的，所述耦合剂为凡士林或黄油。

进一步的，所述通孔的内径稍大于入射杆以及投射杆的杆径。

进一步的，所述可拆卸夹持装置为不锈钢制。

为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载方法，包括以下步骤：

S1、将入射杆和投射杆之间的试件对应放置在下侧半圆套筒的贴合面，并调整到合适位置，观察刻度，确定试件所在刻度区间位置；

S2、取出入射杆、投射杆以及试件，在试件所在刻度区间位置的对应下侧半圆套筒的贴合面均匀涂抹一层耦合剂；

S3、裁剪金属片，将试件用金属片包裹，金属片与试件大小相匹配；

S4、将入射杆、投射杆以及之间的包裹有金属片的试件放置到上述确定的刻度区间位置并依次靠紧以此夹紧试件；

S5、在上侧半圆套筒的贴合面贴上应变片，并轻轻放到下侧半圆套筒上，应变片脚线通过桥路与静态应变仪连接；

S6、打开静态应变仪，待屏幕有数字显示，开始设置相关参数，参数据试件改变而调整，平衡桥路，按下开始按钮，即可准备标定；

S7、采用对角方式调节螺栓螺母，以此使得受力均匀，轻轻调节试件的松紧度，一边调节一边观察静态应变仪士数，当静态应变仪示数在10με左右，即认定达到无压力紧密约束状态，加载标定调整完毕。

进一步的，所述耦合剂为凡士林或黄油，所述金属片为铜片。

有益效果：本实用新型通过上下可拆卸的结构以及定位部件提高了试件的测试准确度；本实用新型通过刻度尺以及定位槽、定位块以及螺栓螺母之间的配合可以对装置进行微调，保证了测试过程试件处于被动围压状态。本实用新型结构简单、安装拆卸方便；能够实现试件放置的精准化，便于后期维护。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置的俯视图；

图2为本实用新型实施例所述的可拆卸夹持装置的端面结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的可拆卸夹持装置与试件、入射杆的配合结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的可拆卸夹持装置的侧面结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的下侧半圆套筒的立体结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

参见图1-5：一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，包括可拆卸夹持装置2，所述可拆卸夹持装置2设有容置试件6的通孔5，通孔5两侧设有定位部件；所述试件6前后端匹配安装有入射杆1以及投射杆4。

本实施例通过可拆卸夹持装置方便放置及取出试件，另外，通过定位部件以及通孔方便定位试件，为加载过程的顺利准确进行提供有利条件。

参见图2、图5：在一具体的实例中，所述可拆卸夹持装置2包括上侧半圆套筒7以及下侧半圆套筒8，所述上侧半圆套筒7与下侧半圆套筒8通过螺栓螺母3可拆卸连接，所述上侧半圆套筒7与下侧半圆套筒8之间装配形成所述通孔5，所述定位部件为分别设在上侧半圆套筒7与下侧半圆套筒8的下端安装面以及上端安装面上的刻度线11；在装配前，所述试件6通过刻度线11定位放置于所述下侧半圆套筒8内并确定初始位置。

本实施例通过刻度线进行定位安装试件，定位确定完成后，前后安装入射杆、投射杆，再将上侧半圆套筒与下侧半圆套筒之间通过螺栓螺母进行拧紧。另外，需要说明的是，本实施例可以通过螺栓螺母调节上侧半圆套筒以及下侧半圆套筒之间的松紧度，从而适当调节通孔的大小，从而保证测试过程试件处于被动围压状态，提高测试准确性。

优选的，所述上侧半圆套筒7与下侧半圆套筒8的下端安装面以及上端安装面上还设有相互匹配的定位块9以及定位槽10。

本实施例的定位块与定位槽能够更有效的定位安装上、下侧半圆套筒，通过与螺栓螺母的配合，有效的防止安装位置发生倾斜，提高测试准确性；另外，可以理解的是，因为定位槽有一定的深度，因此通过螺栓螺母调节的上侧半圆套筒以及下侧半圆套筒之间的松紧度的过程更加准确，防止发生位移。

具体的，所述试件6表面包裹有金属片，所述通孔5的上侧内表面贴有应变片，所述应变片通过脚线连接桥路与静态应变仪连接。

需要说明的是，本实施例的金属片长度、宽度不大于试件周长和宽度，即试件表面包裹一层匹配的金属片；另外，本实施例的金属片可以优选为铜片；本实施例通过静态应变仪测试动态观测试件的应变参数，并可及时调整可拆卸夹持装置的松紧度达到合适状态。

具体的，所述金属片的厚度为0.02-0.2mm，金属片上涂有耦合剂，所述耦合剂为凡士林或黄油所述通孔5的内径稍大于入射杆1以及投射杆4的杆径，所述可拆卸夹持装置2为不锈钢制。

本实施例的金属片厚度根据试件尺寸合理选择，耦合剂主要起减小摩擦和润滑的作用。本实施例的通孔大小能够实现试件放置的精准化，且通过螺栓螺母便于拆卸安装以及调节。

实施例2

为了实现上述目的，本实施例还提供了一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载方法，包括以下步骤：

S1、将入射杆和投射杆之间的试件对应放置在下侧半圆套筒的贴合面，并调整到合适位置，观察刻度，确定试件所在刻度区间位置；

S2、取出入射杆、投射杆以及试件，在试件所在刻度区间位置的对应下侧半圆套筒的贴合面均匀涂抹一层耦合剂；

S3、裁剪金属片，将试件用金属片包裹，金属片与试件大小相匹配；

S4、将入射杆、投射杆以及之间的包裹有金属片的试件放置到上述确定的刻度区间位置并依次靠紧以此夹紧试件；

S5、在上侧半圆套筒的贴合面贴上应变片，并轻轻放到下侧半圆套筒上，应变片脚线通过桥路与静态应变仪连接；

S6、打开静态应变仪，待屏幕有数字显示，开始设置相关参数，参数据试件改变而调整，平衡桥路，按下开始按钮，即可准备标定；

S7、采用对角方式调节螺栓螺母，以此使得受力均匀，轻轻调节试件的松紧度，一边调节一边观察静态应变仪士数，当静态应变仪示数在10με左右，即认定达到无压力紧密约束状态，加载标定调整完毕。

本实施例所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载方法与上述用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

具体的，所述耦合剂为凡士林或黄油，所述金属片为铜片。

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 (6)

1.一种用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，包括可拆卸夹持装置(2)，所述可拆卸夹持装置(2)设有容置试件(6)的通孔(5)，通孔(5)两侧设有定位部件；所述试件(6)前后端匹配安装有入射杆(1)以及投射杆(4)，所述可拆卸夹持装置(2)包括上侧半圆套筒(7)以及下侧半圆套筒(8)，所述上侧半圆套筒(7)与下侧半圆套筒(8)通过螺栓螺母(3)可拆卸连接，所述上侧半圆套筒(7)与下侧半圆套筒(8)之间装配形成所述通孔(5)，所述定位部件为分别设在上侧半圆套筒(7)与下侧半圆套筒(8)的下端安装面以及上端安装面上的刻度线(11)；在装配前，所述试件(6)通过刻度线(11)定位放置于所述下侧半圆套筒(8)内并确定初始位置，所述上侧半圆套筒(7)与下侧半圆套筒(8)的下端安装面以及上端安装面上还设有相互匹配的定位块(9)以及定位槽(10)。

2.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，所述试件(6)表面包裹有金属片，所述通孔(5)的上侧内表面贴有应变片，所述应变片通过脚线连接桥路与静态应变仪连接。

3.根据权利要求2所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，所述金属片的厚度为0.02-0.2mm，金属片上涂有耦合剂。

4.根据权利要求3所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，所述耦合剂为凡士林或黄油。

5.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，所述通孔(5)的内径稍大于入射杆(1)以及投射杆(4)的杆径。

6.根据权利要求1所述的用于分离式霍普金森压杆被动围压加载装置，其特征在于，所述可拆卸夹持装置(2)为不锈钢制。

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