[發明專利]用于研究運動裂紋相互作用機理的實驗加載系統及方法

有效

• 申請號: 201610235600.5
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN105738228B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 岳中文;王煦;宋耀;邱鵬;陳程;郭超
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙)11556
• 代理人: 柴淑芳

1.用于研究運動裂紋相互作用機理的實驗加載系統，其特征在于，利用延時控制器發出觸發信號控制多通道脈沖點火器，多通道脈沖點火器收到觸發信號后引爆導管藥包中的炸藥，通過炸藥爆炸產生沖擊力作用于沖擊頭，沖擊頭在爆炸荷載作用下沖擊試件，使試件起裂產生運動裂紋；延時控制器同時或先后發出至少兩個觸發信號，控制多通道脈沖點火器同時或先后引爆多個藥包，使試件中同時或先后產生兩條或多條運動裂紋；多通道脈沖點火器接到觸發信號后立即放電，在起爆線連接的起爆探針尖端放電，引爆藥包中的炸藥，使沖擊頭沖擊試件；所述實驗加載系統包括支架(12)、沖擊頭(8)、導管(6)、試件(11)、導管支架(9)、試件支架(10)、炸藥藥包(7)，導管(6)一端不封閉，另一端封閉，封閉的一端有小孔，起爆探針(5)從所述小孔穿過，沖擊頭(8)一端帶有尖銳部，另一端為圓柱形，圓柱部分的直徑與導管(6)的內徑相同，沖擊頭(8)的尖銳部與試件(11)接觸，圓柱部分位于導管(6)內；炸藥藥包(7)的外徑與導管(6)的內徑相同，炸藥藥包(7)位于沖擊頭(8)和導管(6)封閉端之間，炸藥藥包(7)起爆后對沖擊頭(8)進行沖擊，在試件(11)上制造運動裂紋；試件支架(10)底部固定在支架(12)上，試件支架(10)頂部設置稍大于試件(11)厚度的凹下，將試件(11)放在試件支架(10)凹下處，將試件(11)調整到與沖擊頭(8)合適的相對位置并擰緊螺栓固定試件(11)。

2.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，沖擊頭和試件的相對位置可以改變，進而改變試件中產生運動裂紋的位置和裂紋的初始擴展方向。

3.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，起爆探針(5)的尖端插入炸藥藥包(7)，末端穿過導管(6)末端的小孔；將起爆探針(5)末端與信號線b(4)連接；利用延時控制器(1)發出觸發信號，控制多通道脈沖點火器(3)按照設定的時間放電引爆炸藥藥包(7)。

4.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，導管(6)的一側有一帶圓孔的矩形構件用來固定導管(6)，矩形構件上圓孔的直徑與導管支架(9)的直徑相同。

5.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，導管(6)的固定高度可根據實驗需要自由調整，每個導管支架(9)上可以固定多個導管(6)。

6.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，如果需要在試件中產生多條運動裂紋，需要設置相應數量的導管、藥包以及沖擊頭。

7.根據權利要求1所述的實驗加載系統，其特征在于，延時控制器有多個信號輸出端口，一次能夠自由設置多個延時時間，以μs級的精度控制延時時間。

8.根據權利要求1-7任一所述的實驗加載系統研究運動裂紋相互作用機理的方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先，用相應數量的信號線連接延時控制器和多通道脈沖點火器，并在多通道脈沖點火器對應的放電通道接上信號線；

然后，根據實驗需要在炸藥藥包中裝入一定量的炸藥，并用漆包線做成起爆探針，將探針尖端插入炸藥中，末端穿過導管末端的圓孔，將炸藥藥包裝入導管中，再將沖擊頭裝入導管；

之后，設置延時控制器各控制通道延時的時間，把試件固定在夾具上，把導管固定在支架上；

最后，將多通道脈沖點火器放電通道的信號線與起爆探針末端連接，操作延時控制器引爆炸藥。