[發(fā)明專利]一種動態(tài)復(fù)合加載的入射桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110161021.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112964578B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡玲玲;殷秋運
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01N3/30
• 分類號: G01N3/30
• 代理公司: 廣州潤禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44446
• 代理人: 鄭永泉

本申請公開了一種動態(tài)復(fù)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(shè)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(zhuǎn)化為壓扭/拉扭復(fù)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(zhuǎn)的復(fù)合載荷，進(jìn)而能夠滿足復(fù)合加載測試需求。這一結(jié)構(gòu)改進(jìn)創(chuàng)造性的將超材料結(jié)合應(yīng)用至入射桿中，使得改進(jìn)后的入射桿具有復(fù)合加載功能。較于已有的復(fù)合加載實現(xiàn)方式，壓縮/拉伸波和扭轉(zhuǎn)波同時在第二桿段產(chǎn)生，不存在同步觸發(fā)的難題；而且結(jié)構(gòu)簡單，大大減小了裝置的復(fù)雜程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及材料動態(tài)實驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動態(tài)復(fù)合加載的入射桿。

背景技術(shù)

在各類工程技術(shù)、軍事技術(shù)、科學(xué)研究、甚至是日常生活方面等廣泛領(lǐng)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(xué)響應(yīng)與靜載荷下的力學(xué)響應(yīng)有著顯著不同。高應(yīng)變率變形是材料響應(yīng)的主要特征之一，因此，了解材料在高應(yīng)變率下的力學(xué)響應(yīng)將大大有助于這些材料的工程應(yīng)用和工程設(shè)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(yīng)變率下力學(xué)特性的實驗裝置，已經(jīng)成功地應(yīng)用于金屬、復(fù)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(tài)力學(xué)性能測試，是公認(rèn)的最常用、最有效的研究脈沖動載作用下材料力學(xué)性質(zhì)的實驗設(shè)備。隨著科學(xué)研究及工程應(yīng)用的深入，復(fù)合動載下材料的力學(xué)特性越來越成為急需解決的問題，相應(yīng)的測試技術(shù)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(xiàn)復(fù)合加載測試(如拉扭、壓扭復(fù)合加載)。部分具有復(fù)合加載功能的分離式霍普金森桿裝置，其實現(xiàn)方式主要是外加扭矩加載器，但是這種實現(xiàn)方式，裝置整體復(fù)雜，壓縮波和扭轉(zhuǎn)波的同步觸發(fā)困難，實施也較為不便。

發(fā)明內(nèi)容

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

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本申請?zhí)峁┝艘环N動態(tài)復(fù)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(shè)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(jìn)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(jìn)一步地，所述壓扭超材料段的兩端分別設(shè)有凸起部；

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

進(jìn)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(shè)有凸起部；

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

進(jìn)一步地，所述凸起部具體為多邊形凸起結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述第二桿段的長度大于自身一倍直徑。