[實用新型]一種霍普金森桿進行混凝土材料雙面剪切的試驗裝置

有效

• 申請號: 201920658944.6
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN209945901U
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 陳偉宏;吳勝豪
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/30;G01N3/02
• 代理公司: 35100 福州元創專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃詩錦;蔡學俊

本實用新型提供一種霍普金森桿進行混凝土材料雙面剪切的試驗裝置，包括透射桿，透射桿前端上套有與透射桿相固定的空心套筒，所述空心套筒前端上固定連接有實心圓臺，所述實心圓臺前端設有入射桿，所述入射桿后端與實心圓臺之間夾設有雙面剪切試件，所述透射桿后端上固定有吸收桿。本實用新型結構簡單，設計合理，大幅度擴大了構件截面尺寸，能在霍普金森桿上實現混凝土材料雙面剪切試驗，更能有效反映混凝土實際動態剪切性能，穩定性高且使用性強，提高試驗效率，具有創新性。

技術領域

本實用新型涉及一種霍普金森桿進行混凝土材料雙面剪切的試驗裝置。

背景技術

目前分離式的霍普金森壓桿（SHPB）技術被認為是測量固體材料動態特性的最有效的方法之一，且裝配式混凝土結構在承受地震荷載作用時的應變率在霍普金森桿可測試范圍內，同時考慮雙面剪切試件對稱性，受力均勻性，采用霍普金森桿進行裝配式疊合梁雙面剪切試驗。

由于混凝土材料所含粗骨料尺寸較大和材質的不均勻性，導致小試件測量結果不能對其宏觀統計規律實現有效反映，為保證試驗數據的有效性，一般采用增大試件尺寸的方法減小試驗誤差，因此SHPB試驗裝置的壓桿截面尺寸呈現出增大的趨勢。目前霍普金森壓桿壓桿直徑一般為50~100mm，當進行混凝土雙面剪切試驗時，由于受到壓桿截面尺寸的限制，雙面剪切試件的尺寸偏小，不利于實際的面內動態剪切性能。

一些較早的試驗裝置通過改變輸入桿的截面尺寸以達到相同的測試效果（變截面壓桿）。但是，增大壓桿的截面尺寸同時也會增大應力波在壓桿中的橫向慣性并導致其彌散效應的增加，也使得試件與壓桿桿端面的摩擦效應更加明顯。

梅葉爾（壓縮載荷下低合金鋼的絕熱剪切強度，沖擊波和高應變率現象在合金領域的應用，梅葉爾編輯，紐約，1986:647-657.）利用軸向沖擊壓縮來實現剪切加載的帽形結構試樣，通過試樣自剪切的設計來測定材料局部位置的沖擊剪切破壞強度。該方法所需試樣結構復雜，制備難度大，特別是對復合材料等各向異性材料則較難實現，試樣本身的復雜性也使得試驗和數據處理更加復雜和困難。

基于以上金屬材料的動態剪切裝置，現有的SHPB試驗裝置截面尺寸較小，限制混凝土試件尺寸，進行混凝土材料雙面剪切試驗效果不佳，無法更加有效反應混凝土剪切面宏觀動態性能。

實用新型內容

本實用新型對上述問題進行了改進，即本實用新型要解決的技術問題是提供一種霍普金森桿進行混凝土材料雙面剪切的試驗裝置，拆卸簡單且使用方便。

本實用新型的具體實施方案是：提供一種霍普金森桿進行混凝土材料雙面剪切的試驗裝置，包括透射桿，透射桿前端上套有與透射桿相固定的空心套筒，所述空心套筒前端上固定連接有實心圓臺，所述實心圓臺前端設有入射桿，所述入射桿后端與實心圓臺之間夾設有雙面剪切試件，所述透射桿后端上固定有吸收桿。

進一步的，實心圓臺包括上圓面及下圓面，所述上圓面直徑小于下圓面，實心圓臺的上圓面與空心套筒固定連接，空心套筒與透射桿插接配合。

進一步的，所述實心圓臺與空心套筒為一體式。

進一步的，所述空心套筒內徑大于透射桿外徑，所述透射桿端部上纏繞有生帶料，空心套筒與透射桿連接后，透射桿與空心套筒連接處纏繞有用于將透射桿與空心套筒加以固定的強力膠帶。

進一步的，入射桿、雙面剪切試件、實心圓臺、套筒、透射桿以及吸收桿中心線位于同一水平線。

進一步的，所述實心圓臺與空心套筒材質均為Q235鋼。

進一步的，所述入射桿前端設有子彈以及驅動子彈發射的發射裝置。

進一步的，所述吸收桿后端設有用于耗減運動能量的阻尼器。

進一步的，所述入射桿及透射桿上設有應變片，應變片與數據處理系統電連接。