TWM608652U - 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 - Google Patents
一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWM608652U TWM608652U TW109215112U TW109215112U TWM608652U TW M608652 U TWM608652 U TW M608652U TW 109215112 U TW109215112 U TW 109215112U TW 109215112 U TW109215112 U TW 109215112U TW M608652 U TWM608652 U TW M608652U
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- tested
- engineering material
- test
- moving unit
- buffer space
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本創作係一種分離式霍普金森壓力桿之改良，包含分離式霍普金森壓力桿第一移動單元(透射桿)，其端部設置緩衝空間以容置待測工程材料，且該緩衝空間配合待測工程材料尺寸及應變量設置。本創作可於衝擊試驗過程配合量測結果調整待測工程材料試體尺寸，或者依據待測工程材料固定的試體尺寸製備具有不同緩衝空間大小的第一移動單元(透射桿)，使試驗過程待測工程材料在不同荷載速率下承受的總應變量符合試驗規劃，避免過度破碎待測工程材料試體而無法觀測其動態荷載下的破裂面型態與破壞樣態。
Description
本創作是關於材料測試之領域，更特定而言是關於分離式霍普金森壓力試驗過度衝擊而提出的透射桿及配合量測單元的改良。
基於一維波傳理論發展的分離式霍普金森壓力桿(Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB)常應用於探討待測工程材料的動態力學特性。在進行衝擊試驗時，現今無法控制入射桿於待測工程材料達尖峰強度後迅速停止作用，整個試驗過程入射桿持續快速擠壓待測工程材料，試驗後待測工程材料呈現破裂或粉碎狀態。
相關研究於入射桿前端放置矽膠墊，雖能達到吸能降低荷載的作用，但常有試驗過程矽膠墊發生脫落、影響應變計量測結果等問題，目前仍缺乏有效抑止入射桿過度擠壓待測工程材料之瓶頸。
有鑑於此，本創作提出一端部含有緩衝空間的改良分離式霍普金森壓力透射桿，緩衝空間用於放置待測工程材料，在衝擊試驗過程限制入射桿擠壓待測工程材料的變位量，調整荷載過程待測工程材料承受的總應變量，進而滿足避免過度破碎待測工程材料的試驗需求。改良分離式霍普金森壓力透射桿配合量測單元與設置位置等改良，使待測工程材料試體尺寸可依據試驗規劃之總應變量，配合緩衝空間及荷載速率進行調整，或者依據待測工程材料固定的試體尺寸製備不同緩衝空間大小的透射桿，供衝擊試驗使用。
本創作係一種具有限制衝擊過程待測工程材料承受總應變量的改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，包含分離式霍普金森壓力第一移動單元，端部含有緩衝空間，且該緩衝空間配合待測工程材料尺寸及應變量設置，使該待測工程材料之試體尺寸係依據試驗規劃之總應變量，配合該緩衝空間及荷載速率進行調整，或者依據該待測工程材料固定的試體尺寸製備不同該緩衝空間大小的該第一移動單元，供衝擊試驗使用。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，其中該第一移動單元之緩衝空間與該待測工程材料在衝擊試驗過程接觸位置之表面為平面，且該平面之形狀為圓形。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，其中，該緩衝空間包含複數處柔性支撐單元，係平行衝擊方向而沿該緩衝空間周圍設置，用於支撐該待測工程材料以及提供試驗過程該待測工程材料變形的空間。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，更包括應變量測單元，其可調整，且該應變量測單元設置於分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置之第二移動單元的中段表面、該第一移動單元的中段表面、該第一移動單元的緩衝空間末端以及該緩衝空間末端位置至該第一移動單元的中段四分之一處表面之至少其中之一，該應變量測單元之量測由設置於第三移動單元與第二移動單元之間之光學遮斷器於該第三移動單元通過時觸發同步啟動。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，更包括感壓式量測單元，係設置於該第二移動單元(入射桿)與該第一移動單元(透射桿)及該待測工程材料之間、以及該第一移動單元(透射桿)緩衝空間末端與該待測工程材料之間。
改良分離式霍普金森壓力試驗整體裝置包括動力源、第三移動單元(撞擊桿)、第二移動單元(入射桿)、第一移動單元(透射桿)，該動力源、第三移動單元(撞擊桿)、第二移動單元(入射桿)、第一移動單元(透射桿)係依據衝擊試驗過程移動順序排列。
相較於習知技術，本創作提出一端部含有緩衝空間的改良分離式霍普金森壓力透射桿，在衝擊試驗過程限制第二移動單元(入射桿)擠壓待測工程材料的變位量，進而滿足避免過度破碎待測工程材料的試驗需求。配合的量測單元及/或裝置改良，可以量測衝擊試驗過程待測工程材料承受的尖峰強度及總應變量，藉此調整待測工程材料試體長度，使試驗過程待測工程材料承受的總應變量符合規劃之總應變量。試驗過程待測工程材料承受的尖峰應力，除可透過設置於第二移動單元(入射桿)、第一移動單元(透射桿)的應變量測單元記錄所得應變歷時依據理論公式求得，亦可比對感壓式量測單元結果進行率定校正。
為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：
請參考第一圖，其係本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置1的示意圖。特定而言，其係分離式霍普金森壓力試驗第一移動單元(透射桿)之改良，其包括端部具有緩衝空間101用以容置待測工程材料2之第一移動單元10(透射桿)。該緩衝空間101至少配合待測工程材料尺寸及應變量設置。複數個柔性支撐單元11佈置於緩衝空間101周圍，支撐待測工程材料2。具體而言，柔性支撐單元11可平行衝擊方向而沿該緩衝空間101周圍設置，用於支撐待測工程材料2以及提供試驗過程該待測工程材料2變形的空間。待測工程材料2之試體尺寸可依據試驗規劃之總應變量，配合該緩衝空間101及荷載速率進行調整，或者依據該待測工程材料2固定的試體尺寸製備不同該緩衝空間101大小的該第一移動單元10，供衝擊試驗使用。也就是，該緩衝空間101深度可大於、小於或等於該待測工程材料2之最大長度。
如上所述之緩衝空間101於待測工程材料2在衝擊過程的接觸位置之表面為平面，且該平面之形狀為圓形，使衝擊試驗過程待測工程材料2撞擊緩衝空間101末端內壁之衝擊力可平均分佈。其四周順接第一移動單元10(透射桿)部分為弧形，例如圓弧形、橢圓弧形、拋物線、多重弧形或其組合，惟本創作不限於此，以降低衝擊試驗過程第一移動單元10(透射桿)之應力集中。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置可更包括動力源12、第三移動單元13(撞擊桿)、第二移動單元14(入射桿)，且該動力源12、該第三移動單元13(撞擊桿)、第二移動單元14(入射桿)及該第一移動單元10(透射桿)係依據衝擊試驗過程移動順序排列，即第三移動單元13(撞擊桿)受動力源12驅動後衝擊第二移動單元14(入射桿)，而第二移動單元14(入射桿)再衝擊第一移動單元10(透射桿)，如第二圖所示。特定而言，動力源可12為氣體、電磁、機械拋射單元等。另特定而言，第三移動單元13(撞擊桿)可為錐形、圓柱形、雙錐形等。第三移動單元13(撞擊桿)、第二移動單元14(入射桿)、第一移動單元10(透射桿)可為鋁質、鐵質、鋼質或石材等，惟第二移動單元與第一移動單元質量需相近。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置1更包括應變量測單元15，其可調整，且該應變量測單元15設置於分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置之第二移動單元14的中段表面、該第一移動單元10的中段表面、該第一移動單元10的緩衝空間101末端以及該緩衝空間101末端位置至該第一移動單元10的中段四分之一處表面之至少其中之一，該應變量測單元15之量測由設置於第三移動單元13與第二移動單元14之間之光學遮斷器於該第三移動單元13通過時觸發同步啟動，以記錄衝擊試驗過程應變歷時變化。
本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置1更包括感壓式量測單元16，係設置於該第二移動單元14(入射桿)與該第一移動單元10(透射桿)及待測工程材料2之間、以及該第一移動單元10(透射桿)緩衝空間101末端與待測工程材料2之間，以量測衝擊試驗過程接觸面的尖峰應力。
綜上所述，本創作藉由在衝擊試驗過程限制第二移動單元(入射桿)擠壓待測工程材料的變位量，進而滿足避免過度破碎待測工程材料的試驗需求。配合的量測單元及/或裝置改良，可以量測衝擊試驗過程待測工程材料承受的尖峰強度及總應變量，藉此調整待測工程材料試體長度，使試驗過程待測工程材料承受的總應變量符合規劃之總應變量。試驗過程待測工程材料承受的尖峰應力，除可透過設置於第二移動單元(入射桿)、第一移動單元(透射桿)的應變量測單元記錄所得應變歷時依據理論公式求得，亦可比對感壓式量測單元結果進行率定校正。
本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置
10:第一移動單元
101:緩衝空間
2:待測物件
11:支撐單元
12:動力源
13:第三移動單元
14:第二移動單元
15:應變量測單元
16:感壓式量測單元
L:深度
S:衝擊方向
第一圖係本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置示意圖。
第二圖係本創作之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置之另一態樣示意圖。
1:改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置
10:第一移動單元
101:緩衝空間
2:待測工程材料
11:支撐單元
L:深度
S:衝擊方向
Claims (6)
- 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，係包括： 分離式霍普金森壓力第一移動單元，端部含有緩衝空間，且該緩衝空間配合待測工程材料尺寸及應變量設置。
- 如請求項1所述之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，其中，待測工程材料之試體尺寸係依據試驗規劃之總應變量，配合該緩衝空間及荷載速率進行調整，或者依據該待測工程材料固定的試體尺寸製備不同該緩衝空間大小的該第一移動單元，供衝擊試驗使用。
- 如請求項1所述之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，其中，該第一移動單元之緩衝空間與待測工程材料在衝擊試驗過程接觸位置之表面為平面，且該平面之形狀為圓形。
- 如請求項1所述之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，該緩衝空間包含複數處柔性支撐單元，係平行衝擊方向而沿該緩衝空間周圍設置，用於支撐待測工程材料以及提供試驗過程該待測工程材料變形的空間。
- 如請求項1所述之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，更包括應變量測單元，其可調整，且該應變量測單元設置於分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置之第二移動單元的中段表面、該第一移動單元的中段表面、該第一移動單元的緩衝空間末端以及該緩衝空間末端位置至該第一移動單元的中段四分之一處表面之至少其中之一，該應變量測單元之量測由設置於第三移動單元與第二移動單元之間之光學遮斷器於該第三移動單元通過時觸發同步啟動。
- 如請求項1所述之改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置，更包括感壓式量測單元，係設置於該第二移動單元與該第一移動單元及待測工程材料之間、以及該第一移動單元緩衝空間末端與該待測工程材料之間。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109215112U TWM608652U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW109215112U TWM608652U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM608652U true TWM608652U (zh) | 2021-03-01 |
Family
ID=76036624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW109215112U TWM608652U (zh) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM608652U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116359042A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 辅助动载测试装置及方法、动载测试设备 |
-
2020
- 2020-11-17 TW TW109215112U patent/TWM608652U/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116359042A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-06-30 | 中国人民解放军国防科技大学 | 辅助动载测试装置及方法、动载测试设备 |
| CN116359042B (zh) * | 2023-06-01 | 2023-08-15 | 中国人民解放军国防科技大学 | 辅助动载测试装置及方法、动载测试设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107687973B (zh) | 利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法 | |
| Wu et al. | Stress equilibrium in the split Hopkinson pressure bar test | |
| CN107389476B (zh) | 一种材料大变形冲击压缩实验方法 | |
| JP2018048998A5 (zh) | ||
| US9863859B2 (en) | Serpentine load monitoring apparatus | |
| Wang et al. | Dynamic strength and fragmentation of hot-pressed silicon carbide under uniaxial compression | |
| YIN et al. | Failure characteristics of high stress rock induced by impact disturbance under confining pressure unloading | |
| JP2008190945A (ja) | 圧縮試験装置 | |
| KR101212646B1 (ko) | 에너지 프레임을 이용한 충격 시험 장치 | |
| TWM608652U (zh) | 一種改良分離式霍普金森壓力試驗衝擊緩衝裝置 | |
| CN107796711A (zh) | 一种用于测试完整试样和结构面动态剪切强度的方法 | |
| CN103760037A (zh) | 一种轴承式损伤生物力学三点弯曲试验装置和试验方法 | |
| KR20150061189A (ko) | 충격파형 발생 제어장치 및 반도체 스트레인게이지를 이용한 동적 물성 측정 시스템 | |
| CN113484167B (zh) | 一种非晶合金的动态力学性能测试装置及方法 | |
| CN104181034B (zh) | 一种轴向拉应力下混凝土性能测试装置 | |
| CN111551463A (zh) | 一种高温脉冲动态应变校准装置 | |
| Froustey et al. | Design of an impact loading machine based on a flywheel device: Application to the fatigue resistance of the high rate pre-straining sensitivity of aluminium alloys | |
| CN207387622U (zh) | 一种可调间距型拉伸试验原始标距标记器 | |
| CN112782009A (zh) | 一种适用于软材料的霍普金森杆实验系统 | |
| KR20160082354A (ko) | 변형률 속도가 향상된 에너지 프레임을 이용한 충격 시험 장치 | |
| CN207215592U (zh) | 一种材料大变形冲击拉伸实验装置 | |
| Verleysen | Shear testing using the Kolsky-Hopkinson bar machine | |
| NAKAGAWA et al. | Cluster 1, Faculty of Engineering, Hiroshima University | |
| KR101717446B1 (ko) | 관성력을 이용한 고속 인장 시험기 | |
| Libura et al. | A New Version of Hopkinson Bar Testing Stand for Determination of Dynamic Tensile Characteristics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4K | Annulment or lapse of a utility model due to non-payment of fees |