[實用新型]快速加熱式準靜態高溫霍普金森壓桿實驗裝置

有效

• 申請號: 201220720702.3
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN203101162U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 唐思文;唐文波;肖雄;張麗娜;李鵬南;劉德順
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種快速加熱式準靜態高溫霍普金森壓桿實驗裝置。

現有分離式霍普金森(Hopkinson)壓桿實驗，被認為是研究材料動態力學性能的一種有效方法。SHPB的高溫實驗法案大體分為二種類型：一種是將試樣和部分導波桿放入溫度箱中同時進行加熱，名稱為“SHPB裝置應用于測量高溫動態力學性能的研究”的文章(夏開文等，實驗力學，1998，Vol.13，第3期，PP.307?313)采用恒溫加熱爐，應用一維應力波傳播理論和傳熱原理，修正溫度梯度場對波形測量的影響，其缺陷在于實驗數據處理系統比較復雜；另一種是先單獨對試樣加熱，實驗前快速將試樣安裝在系統中，名稱為“SHPB系統高溫實驗自動組裝技術”的文章(張方舉等，實驗力學，2005，Vol.20，第2期，PP.281?284)和名稱為“用于高溫霍普金森壓桿實驗的雙向雙氣路自動組裝裝置”的發明專利(專利號：ZL200610021096.5)，描述了該裝置能夠保證組裝的穩定性等，其缺陷在于實現系統的準靜態對接與同步，對實驗裝置有很高的精度要求；另外，發明專利(專利號：ZL201010230523.7)和實用新型專利(專利號：ZL201020263456.4)公開了一種帶有氣氛保護裝置的高溫霍普金森壓桿實驗系統，能進行常規空氣中的高溫動態實驗，并且能提供保護氣氛，其缺陷在于實驗系統比較復雜，而且試樣為單獨加熱或試樣與部分導波桿一起加熱，都不可避免會有局部桿的升溫，從而在沖擊作用下發生塑性變形，對應力波的傳遞產生較大的影響。

針對上述情況，本實用新型的目的在于提供一種快速加熱式準靜態高溫霍普金森壓桿實驗裝置，它既能完成試樣快速安裝、快速加熱，又能完成試樣加熱和沖擊在同一位置進行，而無需使用機械裝置移動壓桿或加熱爐；還能完成系統的準靜態對接與同步，而且系統控制和數據處理快捷、精準，其結構簡單、緊湊，操作容易，工作效率高，資本投入少，經濟實惠，便于普及推廣。

為了實現上述目的，一種快速加熱式準靜態高溫霍普金森壓桿實驗裝置，它包括在屏蔽罩外設支承座，屏蔽罩內設高頻感應加熱器，該高頻感應加熱器中心設陶瓷套管，陶瓷套管的中央裝置試樣，試樣兩端分別與兩陶瓷短桿的內端相連，兩陶瓷短桿的外端分別與入射桿和透射桿的一端相連，入射桿的另一端連接空氣炮筒及子彈，透射桿的另一端連接吸收桿及阻尼器，應變片分別貼于入射桿和透射桿上，應變片測得的應力波信號經電橋平衡后送至信號放大器后傳送給計算機進行數據處理，計算機經溫控器控制高頻感應加熱器和試樣升溫，紅外監測儀則經測溫孔測得試樣溫度后反饋至溫控器，計算機還與氣泵電連接。

為了提高本實用新型的綜合性能，實現結構、效果優化，其進一步的措施是：陶瓷短桿為柱狀，其外徑與入射桿和透射桿的外徑相同；陶瓷短桿為管狀，其外徑與入射桿和透射桿的外徑相同；屏蔽罩為圓筒形且經上下開合的罩耳處啟閉，并用螺母固定；螺母為蝶形手動擰緊螺母；高頻感應加熱器與屏蔽罩之間設數個隔離支柱；隔離支柱為三排三列至少9個；隔離支柱為陶瓷材料制作。

本實用新型采用將試樣裝置在屏蔽罩內高頻感應加熱器中心的陶瓷套管中央，再于試樣兩端分別與兩陶瓷短桿的內端相連，兩陶瓷短桿的外端分別與入射桿和透射桿的一端相連，應變片分別從入射桿和透射桿上測得其應力波信號并經平衡電橋送至信號放大器后傳送給計算機進行數據處理，再由計算機經溫控器控制高頻感應加熱器和試樣升溫，另一紅外監測儀則經測溫孔測得試樣溫度后反饋至溫控器，計算機還與氣泵電連接的技術方案，它克服了現有分離式霍普金森壓桿實驗裝置存在的結構復雜、操作煩雜，工作效率低，且需使用機械裝置移動壓桿或加熱爐，系統的準靜態對接與同步精度難達要求，數據處理復雜，嚴重影響了霍普金森壓桿實驗的質量等缺陷。

本實用新型采用將試樣裝置在屏蔽罩內高頻感應加熱器中心的陶瓷套管中央，再于試樣兩端分別與兩陶瓷短桿的內端相連，兩陶瓷短桿的外端分別與入射桿和透射桿的一端相連，應變片分別從入射桿和透射桿上測得其應力波信號并經平衡電橋送至信號放大器后傳送給計算機進行數據處理，再由計算機經溫控器控制高頻感應加熱器和試樣升溫，另一紅外監測儀則經測溫孔測得試樣溫度后反饋至溫控器，計算機還與氣泵電連接的技術方案，它克服了現有分離式霍普金森壓桿實驗裝置存在的結構復雜、操作煩雜，工作效率低，且需使用機械裝置移動壓桿或加熱爐，系統的準靜態對接與同步精度難達要求，數據處理復雜，嚴重影響了霍普金森壓桿實驗的質量等缺陷。

本實用新型相比現有技術所產生的有益效果：