[發明專利]霍普金森壓桿系統

在審

• 申請號: 201811320022.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109342222A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 葉洲元;劉續斌;趙伏軍;周志華;祝方才
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明屬于材料動態力學性能試驗技術領域，公開一種霍普金森壓桿系統，包括第一壓桿和第二壓桿，試件夾設在第一壓桿和第二壓桿之間，第一壓桿和第二壓桿在夾設試件的端部均包覆有支撐套，試件兩端也分別被兩個所述支撐套包裹，支撐套由一彈性薄板彎曲而成，在支撐套的彎曲結合處設有可開合支撐套的鎖鉤。通過設置可開合的支撐套包裹壓桿和試件，使試件在沖擊試驗過程中與兩根壓桿始終保持接觸，而不發生滑動或掉落問題，確保試件支撐穩定；第二壓桿加載裝置信號控制發聲裝置動作，使聲控開關和漏電保護器連鎖反應，及時將鎖鉤上提與支撐套脫離，支撐套隨之打開，試件自由掉落，第二壓桿即使發生回彈也無法接觸到試件，不會對試件產生二次撞擊。

技術領域

本發明涉及材料動態力學性能試驗技術領域，具體地，涉及一種可在試驗過程中穩定支撐試件的霍普金森壓桿系統。

背景技術

材料在高速沖擊（高應變率）下的動態力學性能與低應變率下的準靜態力學性能有著較大的差別，而霍普金森（Hopkinson）壓桿實驗系統是進行材料動態壓縮力學性能研究最常用的手段。

根據霍普金森壓桿實驗系統的特點，在實驗過程中，試件需要夾持在兩根霍普金森桿之間，并且不考慮桿與試件端面的摩擦效應。為此，實驗時通常在試件兩端面涂一層薄而均勻的潤滑劑，以盡量減小摩擦的影響。對于輕質材料試件，如此處理可以保持試件處于正確的位置，但對于密度較高的材料試件，由于摩擦力很小，在重力的作用下，試件會慢慢向下滑動甚至掉落，導致實驗的失敗。

霍普金森壓桿系統中沖擊桿末端本應與其配套的阻尼器距離較遠，但在實際實驗中沖擊桿與阻尼器的距離很近，無法很好地卸載沖擊力，將發生不同程度的回彈而對試件造成二次撞擊，影響試件受力后的破壞形式，導致實驗失敗。

發明內容

本發明解決的技術問題在于克服現有技術的缺陷，提供一種可在沖擊試驗過程中防止試件滑落、沖擊后防止試件發生二次撞擊的霍普金森壓桿系統。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種霍普金森壓桿系統，包括第一壓桿和第二壓桿，試件夾設在第一壓桿和第二壓桿之間，第一壓桿和第二壓桿在夾設試件的端部均包覆有支撐套，試件兩端也分別被兩個所述支撐套包裹，支撐套由一彈性薄板彎曲而成，在支撐套的彎曲結合處設有可開合支撐套的鎖鉤。

第一壓桿上連接有加載裝置用于提供載荷，進一步地，還包括與第一壓桿加載裝置信號連接的發聲裝置、接收發聲裝置所發聲音的聲控開關、分別設于第一壓桿和第二壓桿支撐套旁的漏電保護器，兩個漏電保護器并聯后與聲控開關串聯形成閉合回路，漏電保護器的開關位于鎖鉤正上方且與鎖鉤相接，漏電保護器的開關在正常狀態下朝向鎖鉤方向、在工作狀態下可帶動鎖鉤上提使鎖鉤脫離支撐套。

更進一步地，支撐套上具有兩個通孔，鎖鉤包括兩個可插入通孔的插腳。

再進一步地，支撐套材料為橡膠。

進一步地，鎖鉤包括一個非封閉鉤部，鎖鉤通過所述非封閉鉤部鉤至漏電保護器的開關上。

進一步地，發聲裝置包括子彈發射筒、子彈和供子彈撞擊發聲的撞擊靶，撞擊靶靠近聲控開關設置。

進一步地，漏電保護器的反應時間小于0.001s。

進一步地，試件被第一壓桿和第二壓桿夾持的位置下方設有試件收納箱用于接收掉落的試件。

更進一步地，試件收納箱內布置有緩沖物。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1）本發明通過設置可開合的支撐套包裹壓桿和試件，使試件在沖擊試驗過程中可與兩根壓桿始終保持接觸，而不會發生滑動或掉落問題，確保試件支撐穩定；