[發明專利]一種霍普金森桿巖樣沖擊試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201910630812.7
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110261242B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 楊春;周科平;周詩彤;高如高;潘征;熊信
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30;G01N3/02;G01N3/06;G01N1/44
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 謝浪

1.一種霍普金森桿巖樣沖擊試驗方法，其特征在于：利用霍普金森桿巖樣沖擊試驗裝置進行試驗，該試驗裝置包括SHPB裝置、高速攝影機和球形防護罩；

所述防護罩相對的兩側分別設有入射桿穿孔和透射桿穿孔，入射桿和透射桿分別從所述入射桿穿孔和透射桿穿孔伸入所述防護罩內將巖樣夾持住，所述防護罩上還設有正對巖樣的觀察窗口，所述高速攝影機安裝在所述觀察窗口上；

所述防護罩包括一對相互扣合且能夠收攏的半球形罩體，所述罩體包括半球形骨架和包裹于半球形骨架上的柔性攔截布；

還包括用于向球形防護罩內饋入微波的微波照射系統和用于對巖樣的溫度進行實時監測的溫度監測系統，所述柔性攔截布的內表面上設有能夠反射微波的微波反射層，所述巖樣位于所述防護罩的中心處，所述防護罩上設有正對所述巖樣的微波饋入口，所述微波照射系統的喇叭口與所述微波饋入口對接；

所述微波反射層為鋁箔或金屬粉末涂層，所述鋁箔膠粘覆蓋在整個防護罩的內表面；

該試驗方法包括如下步驟：

（1）展開左側半球形罩體，入射桿穿過左側半球形罩上的入射桿穿孔，展開右側半球形罩體，透射桿穿過右側半球形罩上的透射桿穿孔；

（2）將巖樣夾持于入射桿及透射桿中間，將兩側半球形罩體扣合連接成一體，高速攝影機鏡頭放入側邊觀察窗口內，SHPB配套儀器調試完成后開始沖擊試驗；

（3）試驗完成后，取下高速攝影機，抽出入射桿及透射桿，打開防護罩并收集巖屑，供后續測試分析；

（4）裝置使用完畢后，將半球形罩體反方向折疊收納。

2.根據權利要求1所述的試驗方法，其特征在于：所述微波照射系統包括磁控管、與磁控管輸出端連接的矩形波導、通過帶有水負載的環形器與矩形波導連接的波導轉換器、與波導轉換器輸出端連接且正對所述巖樣的喇叭天線。

3.根據權利要求2所述的試驗方法，其特征在于：所述溫度監測系統包括設置于防護罩測溫窗口一側的紅外熱成像儀，所述紅外熱成像儀連接至SHPB裝置的數據采集系統。

4.根據權利要求1-3任一項所述的試驗方法，其特征在于：所述骨架包括若干沿其圓周方向間隔分布的弧形支撐桿，各支撐桿的一端通過第一銷軸鉸接連接，各支撐桿的另一端通過第二銷軸鉸接連接，所述第一銷軸和第二銷軸的軸線重合且過所述半球形骨架的球心。

5.根據權利要求4所述的試驗方法，其特征在于：所述攔截布與弧形支撐桿間通過鐵絲固定。

6.根據權利要求5所述的試驗方法，其特征在于：其中一所述半球形罩體的沿開口端圓周方向均布有公按扣，另一所述半球形罩體的開口端上設有與所述公按扣相配合的母按扣。