[發(fā)明專利]動態(tài)雙剪切試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810880232.9
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108871980B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 索濤;胡振彪;李玉龍;湯忠斌;王振;孫宇鵬;楊浩棟;范雨晴
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307
• 代理公司: 北京中珒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11806
• 代理人: 王中

本發(fā)明公開一種動態(tài)雙剪切試驗裝置，其包括：入射桿、透射管、雙剪切試樣；所述雙剪切試樣設(shè)置于所述入射桿和所述透射管之間，所述入射桿被撞擊后，所述入射桿產(chǎn)生應(yīng)力波并對所述雙剪切試樣進(jìn)行加載；所述雙剪切試樣在被加載過程中，在剪切面處產(chǎn)生縱向剪切力并將縱向剪切力的應(yīng)力波傳至透射管。本申請能夠?qū)崿F(xiàn)在沖擊載荷下測試?yán)w維/基體界面縱向抗剪切強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料力學(xué)試驗測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動態(tài)雙剪切試驗裝置。

背景技術(shù)

在國防和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，由于不同材料的結(jié)構(gòu)件經(jīng)常處于沖擊載荷下，如航空器的鳥撞、冰雹撞擊以及航天器遭受太空垃圾的撞擊，而與我們生活相關(guān)的還有汽車的防撞，以及手機的抗摔等等。

因此，常常需要對試驗材料進(jìn)行沖擊加載試驗，如典型的霍普金森桿動態(tài)加載，以獲得材料在不同加載速率下的真實力學(xué)響應(yīng)，由此指導(dǎo)有限元仿真中材料參數(shù)的設(shè)置霍普金森桿由霍普金森父子提出并由后人在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，目前，霍普金森桿已廣泛應(yīng)用于材料的動態(tài)力學(xué)性能測試。它通過將測試材料放置于兩根桿中間，通過加速的質(zhì)量快撞擊或炸藥爆炸產(chǎn)生加速脈沖，此加速脈沖以應(yīng)力波的形式在入射桿中傳播，當(dāng)應(yīng)力波傳播至兩桿中間的試樣時便會對試樣加載，而試樣會將一部分的應(yīng)力波傳播至透射桿，同時通過粘貼在入射桿和透射桿且距桿端部一定距離的應(yīng)變片來記錄入射桿和透射桿中的應(yīng)力波，如果入射桿和透射桿保持彈性狀態(tài)，那么桿中的應(yīng)力波將以彈性波速無失真地傳播，這樣應(yīng)變片便能夠測量到作用于桿端地載荷隨時間地變化歷程。

目前，材料的動態(tài)剪切試驗主要有單剪切、雙剪切的實驗方法，單剪切由于其本身的加載狀態(tài)易在剪切面產(chǎn)生彎矩而非純剪切狀態(tài)，或是斷裂面并非剪切面導(dǎo)致實驗的失敗。而雙剪切的方法目前應(yīng)用較多的是帽形試樣，但其加工困難且主要應(yīng)用于金屬材料。目前，針對纖維/基體界面的縱向抗剪切強度動態(tài)載荷下測試實驗尚未出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的實驗方法，現(xiàn)有的實驗方法有單纖維拔出、壓出以及單纖維斷裂等細(xì)觀力學(xué)實驗以及基于ASTM5379的單剪切實驗，細(xì)觀力學(xué)實驗操作困難且需后期修正，數(shù)據(jù)分散性大，而基于ASTM5379的單剪切實驗實現(xiàn)動態(tài)加載較為困難。基于此，在有限元仿真驗證的基礎(chǔ)上，迫切需要提出一種有效的動態(tài)雙剪切實驗技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種動態(tài)雙剪切試驗裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，其中：

根據(jù)本發(fā)明實施例提出一種動態(tài)雙剪切試驗裝置，其包括：入射桿、透射管、雙剪切試樣；

所述雙剪切試樣設(shè)置于所述入射桿和所述透射管之間，所述入射桿被撞擊后，所述入射桿產(chǎn)生應(yīng)力波并對所述雙剪切試樣進(jìn)行加載；

所述雙剪切試樣在被加載過程中，在剪切面處產(chǎn)生縱向剪切力并將縱向剪切力的應(yīng)力波傳至透射管。

其中，還包括：設(shè)置在所述入射桿和所述透射管之間的入射桿接頭和透射管接頭；

所述入射桿接頭用于夾持所述雙剪切試樣，被所述入射桿接頭夾持的所述雙剪切試樣卡設(shè)在所述透射管接頭中；

所述入射桿被撞擊后，所述入射桿產(chǎn)生的應(yīng)力波傳至所述入射桿接頭，從而所述雙剪切試樣被加載；

所述雙剪切試樣在被加載過程中，在剪切面處產(chǎn)生縱向剪切力并將縱向剪切力的應(yīng)力波傳至透射管接頭；

所述透射管接頭將應(yīng)力波傳至所述透射管；

其中，所述雙剪切試樣包括：一加持部和位于所述加持部兩側(cè)的二支撐部；所述加持部大體為方形，其四角呈45度倒角；所述二支撐部分別與所述加持部連接，所述二支撐部與所述加持部的連接區(qū)域具有45度缺口。

其中，所述入射桿與所述入射桿接頭的接觸面的截面積相同。

其中，所述透射管接頭與所述透射管之間采用細(xì)牙螺紋相連接。

其中，還包括：撞擊桿，所述撞擊桿被驅(qū)動后撞擊所述入射桿。