[發明專利]測試材料拉伸/壓縮高應變率力學性能的裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201910330386.5
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110082203B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 郭偉國;陳龍洋;王凡;趙思晗;高猛;徐宇珩
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/313;G01N3/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種利用測試材料拉伸/壓縮高應變率力學性能的裝置對材料進行動態拉伸/壓縮測試的方法，所述測試材料拉伸/壓縮高應變率力學性能的裝置包括炮管(1)、撞擊桿(2)、拉伸透射桿(7)、拉伸入射桿(8)和兩個應變片(6)；其特征在于還包括側壓桿(14)、人字型轉接件(15)、梯型轉接件(16)、滑動約束件(17)和拉\壓轉接頭(18)；人字型轉接件(15)與梯型轉接件(16)之間設有上下兩根側壓桿(14)，人字型轉接件(15)與兩根側壓桿(14)的連接端面實現廣義波阻抗匹配，由一滑動約束件(17)約束；拉伸透射桿(7)與拉伸入射桿(8)之間為被測試件，一并置于兩根側壓桿(14)中，拉伸入射桿(8)的一端與梯型轉接件(16)連接；兩個應變片(6)分別設于拉伸透射桿(7)和拉伸入射桿(8)上；所述人字型轉接件(15)與撞擊桿(2)同軸且廣義波阻抗和撞擊桿(2)匹配或撞擊桿廣義波阻抗低于人字型轉接件(15)；

對材料進行動態拉伸測試的方法，步驟如下：

步驟1：將拉伸試樣(11)通過螺紋和拉伸入射桿(8)與拉伸透射桿(7)連接起來，一并置于兩根側壓桿(14)中；

步驟2：控制氣壓推動撞擊桿(2)撞擊人字型轉接件(15)的左端進行沖擊加載，加載應力波沿側壓桿(14)傳至側壓桿(14)右端，通過梯型轉接件(16)對拉伸入射桿(8)施加拉伸加載從而產生拉伸入射脈沖；

步驟3：產生的拉伸入射脈沖通過拉伸入射桿(8)加載至拉伸試樣(11)上，一部分入射脈沖在拉伸入射桿(8)左端面形成反射脈沖并向拉伸入射桿(8)右端傳輸，另一部分則進入拉伸透射桿(7)形成透射脈沖；

步驟4：利用位于拉伸入射桿(8)和拉伸透射桿(7)表面的兩個應變片(6)記錄脈沖，利用一維彈性應力波理論和Hopkinson壓桿原理，即可將得到的脈沖信號轉化為應力-應變曲線；

對材料進行動態壓縮測試的方法為，將人字型轉接件(15)和梯型轉接件(16)移開或取除，在拉伸入射桿(8)和拉伸透射桿(7)連接被測試件端面的螺紋孔內分別擰入拉/壓轉接頭(18)，使得兩個端面為平面，拉/壓轉接頭(18)內為進行動態壓縮測試的被測試件；在動態壓縮測試時，拉伸入射桿(8)為壓縮透射桿(20)，拉伸透射桿(7)為壓縮入射桿(19)；

對材料進行動態壓縮測試的方法，步驟如下：

步驟1：將拉/壓轉接頭(18)擰入拉伸入射桿(8)和拉伸透射桿(7)端面的螺紋孔內，使其和試樣接觸的端面變的平整光潔；

步驟2：控制氣壓推動撞擊桿(2)撞擊加裝拉/壓轉接頭(18)后壓縮入射桿(19)的左端進行沖擊加載，加載應力波沿壓縮入射桿(19)傳至壓縮試樣(4)，一部分入射脈沖在壓縮入射桿(19)右端面形成反射脈沖并向壓縮入射桿(19)左端傳輸，另一部分則進入壓縮透射桿(20)形成透射脈沖；

步驟3：利用位于壓縮透射桿(20)和壓縮入射桿(19)表面的兩個應變片(6)記錄脈沖，利用一維彈性應力波理論和Hopkinson壓桿原理，即將得到的脈沖信號轉化為應力-應變曲線。