[實用新型]一種應用于霍普金森壓桿的輔助裝置

有效

• 申請號: 201821920363.7
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN209311242U
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 謝磊;李慶華;徐世烺
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/02
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本實用新型公開了一種應用于霍普金森壓桿的輔助裝置，包括支座、防護箱、試件支撐裝置及收集裝置四部分。其中收集裝置在進行沖擊壓縮試驗時用于收集試件沖擊破壞后的碎片，試件支撐裝置在進行層裂試驗時用于支撐較長尺寸的試件，防止其在實驗前后跌落，防護箱包括I型防護箱及II型防護箱，分別用于沖擊壓縮試驗及層裂試驗的防護，可有效避免試件產生的彈射碎片對試驗人員造成傷害，支座包括前段支座及后段支座，在進行沖擊壓縮試驗試驗時可單獨使用前段支座，進行層裂試驗時可將前、后段支座通過凸緣及連接件拼接成為一體后使用。本實用新型可安裝在不同尺寸的工字型截面導軌上，并同時適用于沖擊壓縮試驗及層裂試驗的防護、支撐與收集，有很強的適用性。

技術領域

本實用新型涉及材料在高應變率下動態力學行為試驗裝置領域，具體涉及一種應用于霍普金森壓桿的輔助裝置。

背景技術

自1949年Kolsky首先采用分離式Hopkinson壓桿來研究材料在高應變率下的動態力學行為后，由于其試驗裝置結構較為簡單，操作方便，能夠根據打擊氣壓的不同來調整相應的應變率，分離式霍普金森壓桿裝置已經被廣泛的應用到材料的動態力學行為研究領域中。同時采用SHPB技術時入射桿和透射桿始終處于彈性狀態，在沖擊加載的同時進行動態測量，可以忽略應變率效應，另外當試件足夠短、波速足夠快時，可以將試件視為均勻變形狀態，從而忽略應力波效應只計應變率效應，因為SHPB實驗技術將應力波效應與應變率效應巧妙的進行解耦，為研究材料的動態力學行為提供了可靠的理論基礎。

目前分離式霍普金森壓桿主要用來進行材料的沖擊壓縮試驗及層裂試驗。當進行沖擊壓縮試驗時，將短試樣夾持在入射桿與透射桿之間，利用氣槍驅動子彈使其產生一定的初速度，對入射桿的一端進行撞擊，產生的入射壓縮應力波使得試件高度變形，同時在入射桿中產生反射波，在透射桿中傳播透射波。利用轉帖在入射桿和透射桿上的應變片記錄這些應力波信息，經過系統處理后可以對試件的動態力學性能進行分析。當進行層裂試驗時，一般選擇合適的撞擊桿和試件的長度，并在試件上直接粘貼應變片，通過應變片直接記錄拉伸應變的最大值,根據材料的線彈性假設,用拉伸應變最大值與彈性模量計算材料的層裂強度。

采用分離式霍普金森壓桿對脆性材料進行沖擊壓縮或層裂試驗時，在高應變率情況下試件往往會產生大量彈射碎片，一方面會對人員安全造成威脅，另一方面會造成碎片收集的困難。同時在進行層裂試驗時還存在較長的試件容易下滑或脫落，不易支撐的問題，另外在試件上粘貼應變片后需要相應的導線穿過防護裝置與外界進行連接。同時目前尚未有能夠同時應用于沖擊壓縮試驗及層裂試驗防護裝置。

實用新型內容

為了彌補現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種應用于霍普金森壓桿的輔助裝置，該裝置安裝拆卸方便，適用性強，能夠同時解決沖擊壓縮試驗中的防護、碎片收集和層裂試驗的支撐、防護問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種應用于霍普金森壓桿的輔助裝置，包括支座、防護箱、試件支撐裝置及收集裝置四部分；所述的防護箱包括I型防護箱及II型防護箱，所述的支座包括前段支座及后段支座，所述前段支座及后段支座可拆式連接，所述前段支座用于沖擊壓縮試驗，所述前段支座和后段支座的連接體用于層裂試驗，所述I型防護箱的長度和前段支座適配，用于沖擊壓縮試驗的防護，所述II型防護箱的長度和后段支座適配，所述I型防護箱和II型防護箱的組合用于層裂試驗的防護。

在采用上述技術方案的基礎上，本實用新型還可采用以下進一步的技術方案，或對這些進一步的技術方案組合使用：

所述的前段支座、后段支座、I型防護箱、II型防護箱的材料均為有機玻璃等無色透明材質，在試驗時可通過在側面放置高速攝像機拍攝試件破壞的全過程所述的前段支座前端面設有供入射桿通過的下半圓孔洞，后端面為可拆卸式擋板，通過凹槽與前段支座主體進行拼接，可拆卸式擋板設有供透射桿通過的下半圓孔洞，前段支座下端面設有兩條滑槽，兩側面分別設有凸緣，用于與后段支座進行連接。