[發(fā)明專利]真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710071672.5
• 申請(qǐng)日: 2017-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN106813980A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙江霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 趙江霞
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 安徽信拓律師事務(wù)所34117
• 代理人: 鞠翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

對(duì)某些材料而言，其動(dòng)態(tài)拉伸性能比其動(dòng)態(tài)壓縮性能更加重要。20世紀(jì)60年代以來，隨著研究材料動(dòng)態(tài)拉伸性能的需求的不斷增加，很多學(xué)者設(shè)計(jì)了不同的拉伸實(shí)驗(yàn)裝置。Hauser(1966),Saka,Harding(1990)研制了桿桿型直接式霍普金森拉桿裝置，它利用拉桿外面的套管子彈撞擊法蘭盤所產(chǎn)生的壓縮波，通過法蘭盤轉(zhuǎn)換為入射桿中的拉伸波，直接對(duì)試件進(jìn)行沖擊拉伸。Nicholas提出反射式霍普金森拉桿裝置，利用壓縮波到達(dá)自由端時(shí)反射產(chǎn)生拉伸波。以前者應(yīng)用為多。為了克服桿徑難以足夠大、桿的幾何彌散、法蘭的加工與連接等問題、方便進(jìn)行入射脈沖整形，姜錫權(quán)等發(fā)明了一種新型霍普金森拉桿(CN 103091159 A)，它利用實(shí)心子彈(撞擊桿)撞擊發(fā)射管(可兼用入射桿)封閉的一端產(chǎn)生了比較理想的入射脈沖。但是它只能進(jìn)行單向動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)。在一些情況下，人們希望知道三向等值拉伸和三向不等值拉伸情況(從而可進(jìn)一步研究剪應(yīng)力的影響)下的力學(xué)行為，需要進(jìn)行真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)。而目前尚未見到有關(guān)這關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種真三軸的動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置，其特征在于：主要包括在三維空間內(nèi)相互垂直的三根桿系、三部脈沖式電磁拉伸加載器、電源組及控制部件；

所述的在三維空間內(nèi)相互垂直的三根桿系橫截面均為正方形，每根桿系均由入射桿和透射桿構(gòu)成；

所述的三部脈沖式電磁拉伸加載器分別位于三根入射桿的加載端，分別產(chǎn)生同樣的拉伸應(yīng)力脈沖；

所述電源組為三部脈沖式電磁拉伸加載器供電；電源組向脈沖式電磁拉伸加載器的供電由控制部件控制；

所述控制部件的控制電路采用微秒級(jí)開關(guān)；

所述試驗(yàn)裝置的試件位置設(shè)置在三根桿系的交匯點(diǎn)，該交匯點(diǎn)同為三根桿系的入射桿與透射桿之間。

作為優(yōu)選，所述脈沖式電磁拉伸加載器的可動(dòng)部分與入射桿加載端連接，其不可動(dòng)部分與外界固連。

作為優(yōu)選，所述電源組具有高能量、大電流，并在控制部件的控制下，實(shí)現(xiàn)在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)給負(fù)載供電。

作為優(yōu)選，所述微秒級(jí)開關(guān)可在微秒級(jí)時(shí)間內(nèi)接通大電流電路并不產(chǎn)生電火花，并可數(shù)百微秒后斷開電路，開、斷所需時(shí)間可調(diào)，承擔(dān)相應(yīng)控制責(zé)任。

經(jīng)過簡單的加載方向轉(zhuǎn)換后此真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置可以立即轉(zhuǎn)換為真三軸動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置，彌補(bǔ)了現(xiàn)有其它加載方式的缺陷，為研究動(dòng)態(tài)三軸拉伸材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和在主應(yīng)力差(剪應(yīng)力)作用下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為提供實(shí)驗(yàn)裝置，可望填補(bǔ)國際上對(duì)材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)真三軸拉伸實(shí)驗(yàn)技術(shù)的空白。本發(fā)明只要簡單轉(zhuǎn)換一下電磁加載方向便可立即成為真三軸動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-控制部件；2-電源；3-脈沖式電磁拉伸加載器；4-桿系；5-試件。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部。基于實(shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

如圖1所示，

一種真三軸動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)裝置，包括控制部件1，電源2，脈沖式電磁拉伸加載器3，三根相互垂直的桿系4，試件5；三根相互垂直的桿系4包括第一入射桿4-1-1、第二入射桿4-2-1、第三入射桿4-3-1、第一透射桿4-1-2、第二入射桿4-2-2和第三入射桿4-3-2，脈沖式電磁拉伸加載器3包括第一脈沖式電磁拉伸加載器3-1、脈沖式電磁拉伸加載器3-2和脈沖式電磁拉伸加載器3-3，