[發明專利]一種動態復合加載的入射桿

有效

• 申請號: 202110161021.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112964578B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 胡玲玲;殷秋運
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 廣州潤禾知識產權代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉

本申請公開了一種動態復合加載的入射桿，包括第一桿段、第二桿段以及壓扭超材料段；第一桿段、壓扭超材料段與第二桿段沿同一軸線方向依次設置；壓扭超材料段一端與第一桿段的一端連接，另一端與第二桿段的一端連接。利用壓扭超材料段可將壓縮/拉伸波轉化為壓扭/拉扭復合波，在撞擊第一桿段時，通過壓扭超材料段可以使得第二桿段輸出壓縮/拉伸和扭轉的復合載荷，進而能夠滿足復合加載測試需求。這一結構改進創造性的將超材料結合應用至入射桿中，使得改進后的入射桿具有復合加載功能。較于已有的復合加載實現方式，壓縮/拉伸波和扭轉波同時在第二桿段產生，不存在同步觸發的難題；而且結構簡單，大大減小了裝置的復雜程度。

技術領域

本申請涉及材料動態實驗技術領域，尤其涉及一種動態復合加載的入射桿。

背景技術

在各類工程技術、軍事技術、科學研究、甚至是日常生活方面等廣泛領域的一系列實際問題中，人們都會遇到各種各樣的爆炸/沖擊載荷問題，并可以觀察到物體在爆炸/沖擊載荷下的力學響應與靜載荷下的力學響應有著顯著不同。高應變率變形是材料響應的主要特征之一，因此，了解材料在高應變率下的力學響應將大大有助于這些材料的工程應用和工程設計。目前，分離式霍普金森桿是最為廣泛使用的測試材料高應變率下力學特性的實驗裝置，已經成功地應用于金屬、復合材料、聚合物、巖石、混凝土和泡沫材料等各種工程材料的動態力學性能測試，是公認的最常用、最有效的研究脈沖動載作用下材料力學性質的實驗設備。隨著科學研究及工程應用的深入，復合動載下材料的力學特性越來越成為急需解決的問題，相應的測試技術需求也越來越強烈。

目前的分離式霍普金森桿裝置有壓桿、拉桿和扭桿，這些只適用于單載荷的加載情況，無法實現復合加載測試(如拉扭、壓扭復合加載)。部分具有復合加載功能的分離式霍普金森桿裝置，其實現方式主要是外加扭矩加載器，但是這種實現方式，裝置整體復雜，壓縮波和扭轉波的同步觸發困難，實施也較為不便。

發明內容

有鑒于此，本申請的第一目的是提供一種動態復合加載的入射桿，能夠應用于傳統的分離式霍普金森桿實驗加載裝置，滿足復合加載測試需求，較于現有的復合加載實現方式，有助于減小裝置的復雜程度，不存在壓縮波和扭轉波的同步觸發難題，實施更加方便簡單。

為達到上述技術目的，本申請提供了一種動態復合加載的入射桿，包括第一桿段、第二桿段以及壓扭超材料段；

所述第一桿段、所述壓扭超材料段與所述第二桿段沿同一軸線方向依次設置；

所述壓扭超材料段一端與所述第一桿段的一端連接，另一端與所述第二桿段的一端連接。

進一步地，所述壓扭超材料段兩端分別與所述第一桿段以及所述第二桿段的一端粘接。

進一步地，所述壓扭超材料段的兩端分別設有凸起部；

所述第一桿段與所述第二桿段的一端上分別設有供所述凸起部卡入，且與所述凸起部過盈配合的內凹槽。

進一步地，所述第一桿段以及所述第二桿段與所述壓扭超材料段連接的一端上均設有凸起部；

所述壓扭超材料段的兩端上分別設有供所述凸起部卡入，且與所述凸起部過盈配合的內凹槽。

進一步地，所述凸起部具體為多邊形凸起結構。

進一步地，所述第二桿段的長度大于自身一倍直徑。