[發明專利]一種沖擊拉伸試驗裝置

無效

• 申請號: 201210149450.8
• 申請日: 2012-05-15
• 公開（公告）號: CN102890035A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 鄒廣平;唱忠良;李雨蕾;孫杭其
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是測試材料動態拉伸力學性能的試驗裝置。

背景技術

爆炸、高速撞擊、金屬切削等是工程中較為常見的沖擊載荷，這類載荷的特點是作用時間很短（一般為微秒或納秒級），沖擊強度高（足以引起材料的破壞）。材料在動態載荷作用下所表現出的力學性能與在靜態或準靜態時的力學性能將有很大的不同。所以研究材料在沖擊載荷下的力學性能具有十分重要的工程意義和學術價值。為了模擬各種速率的沖擊加載過程，試驗裝置設計就成其關鍵問題之一。有關材料的動態拉伸性能問題正在成為人們討論、研究的熱點，而該種試驗裝置還處在不成熟階段，暫時還沒有形成一個統一的標準。

目前的高應變率沖擊拉伸裝置大都按照分離式霍普金森拉桿(SplitHopkinson?Tensile?Bar，簡稱SHTB裝置)原理來進行研制，這種裝置的共同點是由拉伸桿系、使撞塊加速的動力發生器和信號記錄儀系統組成。其設計的關鍵在于動力發生器的設計，這也是各個裝置最大的區別之處。

現今，已有的裝置有“ARALL材料拉伸力學性能的試驗研究（爆炸與沖擊，1998年4月）”中介紹的間接桿桿型旋轉圓盤沖擊拉伸試驗裝置和“高速沖擊拉伸試驗裝置的研制（機械科學與技術，2005年7月）”中介紹的氣動式間接桿桿型沖擊拉伸試驗裝置，它們的主要區別在于動力發生器的設計不同。即驅動撞塊的方法不同。旋轉圓盤沖擊拉伸試驗裝置主要采用機械式，利用異步電動機，通過變速箱來帶動旋轉盤轉動，當旋轉盤到達一定的速度后，通過控制器來釋放擺錘，打擊撞塊從而完成沖擊拉伸實驗，此裝置的缺點是比較復雜，而且價格也比較昂貴，不利于推廣。而氣槍式沖擊拉伸試驗裝置主要采用氣動式驅動，采用高壓氣體作為動力源，通過高、低壓氣體的進氣、排氣來推動氣室內部活塞的往復運動，從而實現高壓氣體的快速釋放功能來推動撞塊。此裝置的缺點是對氣室和氣路的密封要求比較嚴格，所以在制造上比較困難。

發明內容

本發明的目的在于提供達到測試材料在高應變率下的動態拉伸力學性能的一種沖擊拉伸試驗裝置。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種沖擊拉伸試驗裝置，其特征是：包括支撐底座、混凝土底座、透射桿、入射桿、應變片、應變儀、動態信號存儲儀、動力發生器、環形撞塊、信號觸發裝置、時間間隔儀、脈沖發生裝置、吸收裝置，透射桿、入射桿、動力發生器均安裝在支撐底座上，被測的試件安裝在透射桿和入射桿之間，透射桿和入射桿上分別粘貼應變片，應變片通過導線連接應變儀，入射桿依次穿過動力發生器、信號觸發裝置、時間間隔儀后連接脈沖發生裝置，脈沖發生裝置安裝在吸收裝置里，吸收裝置安裝在混凝土底座上，信號觸發裝置連接動態信號存儲儀，應變儀和動態信號存儲儀相連，環形撞塊安裝在動力發生器里。

本發明還可以包括：

1、所述的動力發生器包括氣槍、高壓氣瓶、氣體轉換器、內套管、外套管，氣槍包括左氣槍、右氣槍，氣體轉換器安裝在支撐底座上，左氣槍、右氣槍分別安裝在氣體轉換器的兩側，內套管安裝在外套管里、兩者組成的結構安裝在氣體轉換器里并與氣體轉換器密封，內套管和外套管組成安裝環形撞塊的滑道，內套管、外套管、氣體轉換器構成連通空腔，高壓氣瓶通過管連通左氣槍和右氣槍。

2、還包括氣壓控制臺，高壓氣瓶連接氣壓控制臺，氣壓控制臺分別連接左氣槍和右氣槍，左氣槍、右氣槍對稱安裝在氣體轉換器兩側，內套管與外套管同軸。

3、所述的脈沖發生裝置包括連接套、金屬短桿、連接桿、擋塊，金屬短桿通過連接桿連接擋塊，金屬短桿還通過連接套連接入射桿，環形撞塊可在連接套、金屬短桿、連接桿上滑動并撞擊擋塊。

本發明的優勢在于：

1、沖擊拉伸裝置的動力發生器采用了雙氣室并聯結構，出氣量大，可以完成高強度材料的沖擊拉伸實驗，整個實驗裝置的連接方便，采用密封圈即可完成高壓氣槍與轉換器之間的氣密性問題。相對于其他氣動式沖擊發生器，結構密封要求低很多，且連接方便。同時本發明的結構簡單、安裝方便，采用了目前已經技術成熟的氣槍裝置儲存和釋放高壓氣體，整個實驗裝置的造價相對于國內的其它沖擊拉伸試驗裝置低很多。價格優勢明顯。

2、本發明可以方便的改變環形撞塊的長度、金屬短桿的外形尺寸以及氣壓來調整入射波脈沖的幅值和寬度。也可以方便的改變脈沖發生器的結構完成直接桿桿型沖擊拉伸實驗。

3、本發明安裝了信號觸發裝置，當撞塊通過時即可觸發動態信號存儲儀記錄實驗數據，實驗數據記錄的成功率較高。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；