[發明專利]一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置及方法

在審

• 申請號: 202110060081.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112903383A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳駿;楊仁樹;易輝;張祥;趙康樸;楊國梁;楊立云
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明實施例公開了一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置及方法，涉及試樣制備領域，其技術方案包括操作臺、試樣固定裝置、壓力件以及施壓組件；所述試樣固定裝置設在所述操作臺上，所述試樣固定裝置內設有試樣；所述壓力件貫穿所述操作臺，所述壓力件的頂端位于所述試樣固定裝置的上方，所述壓力件的底端位于所述操作臺的下方；在所述壓力件的上方設有量表，試樣固定裝置、壓力件、以及量表同軸心設置；所述施壓組件設在所述操作臺上且位于所述操作臺的下方，施壓組件與壓力件的底端連接；施壓組件對所述壓力件施加壓力，帶動壓力件向下產生位移并將壓力傳遞給試樣固定裝置以及試樣。本發明實施例適用于制備用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣。

技術領域

本發明涉及試樣制備領域。尤其是涉及一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置及方法。

背景技術

現階段測試材料在10¹～10³s^-1高應變率范圍內動態壓縮性能采用的主要裝置為分離式霍普金森壓桿實驗系統(SHPB實驗)。現有技術中，使用分離式霍普金森壓桿實驗系統對松散顆粒體材料(沙、黏土、煤、土石混合體等)進行測試時，通常先將松散顆粒體材料放入模具中快速加壓成型形成試樣，通過該種方式得到的試樣，其內部水分和氣體無法充分排出，試樣端面不平，試樣內部不均一，因此，在進行SHPB實驗時，試樣的透射信號差，入射桿和透射桿中應力不平衡，無法獲得準確的材料動力學性能。此外，由于松散顆粒體材料在地層中的賦存環境為長時高壓狀態，通過快速加壓成型，無法還原松散顆粒體材料的真實賦存狀態，使得最終的實驗結果誤差大。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置及方法，試樣的還原度高，實驗結果更準確。

本發明實施例提供一種用于SHPB實驗的松散顆粒體試樣的制備裝置，包括操作臺、試樣固定裝置、壓力件以及施壓組件；所述試樣固定裝置設在所述操作臺上，所述試樣固定裝置內設有試樣；所述壓力件貫穿所述操作臺，所述壓力件的頂端位于所述試樣固定裝置的上方，所述壓力件的底端位于所述操作臺的下方；在所述壓力件的上方設有量表，所述試樣固定裝置、壓力件、以及量表同軸心設置；所述施壓組件設在所述操作臺上且位于所述操作臺的下方，所述施壓組件與所述壓力件的底端連接；所述施壓組件對所述壓力件施加壓力，帶動所述壓力件向下產生位移并將壓力傳遞給試樣固定裝置以及試樣。

根據本申請實施例的一種具體實現方式，所述試樣固定裝置包括底座、下透水石、導環、護環、上透水石以及傳壓板；所述底座呈頂部開口且內部中空的柱形，所述底座內部設有第一臺階部、第二臺階部以及第三臺階部，所述第二臺階部的直徑大于所述第一臺階部的直徑，所述第三臺階部的直徑大于所述第二臺階部的直徑；所述下透水石設在所述第一臺階部；所述導環設在所述第二臺階部；在所述下透水石上放置有帶有環刀的試樣，所述導環的內壁抵接所述環刀的外壁，所述導環的頂端低于所述環刀的頂端；所述護環設在所述環刀上，所述護環的底部內壁向內凹陷形成定位槽，所述定位槽與所述環刀的頂部配合；所述上透水石設在所述試樣上，所述傳壓板設在所述上透水石上，所述護環圍設在所述上透水石以及所述傳壓板的外壁。

根據本申請實施例的一種具體實現方式，所述壓力件包括加壓塊以及分別設在所述加壓塊底端兩側的連接桿；所述加壓塊的中心處沿豎直方向開設有螺紋孔，在所述螺紋孔內螺紋連接有調節釘，所述調節釘、試樣固定裝置以及量表的測量頭同軸設置；所述連接桿貫穿所述操作臺，且所述連接桿的底端與所述施壓組件連接。

根據本申請實施例的一種具體實現方式，所述施壓組件包括杠桿，所述杠桿通過鉸接座鉸接于所述操作臺的下方，所述鉸接座的頂端與所述操作臺的底端連接；所述杠桿的一端連接有砝碼盤，另一端螺紋連接有平衡錘，在所述杠桿上鉸接有支撐座，所述支撐座位于所述砝碼盤與所述鉸接座之間且靠近所述鉸接座，所述連接桿的底端與所述支撐座連接。

根據本申請實施例的一種具體實現方式，所述量表包括千分表。