[發明專利]復雜應力狀態下材料動態性能測試系統及方法

在審

• 申請號: 202110278221.5
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113063682A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 曹增強
• 申請（專利權）人: 陜西大工旭航電磁科技有限公司
• 主分類號: G01N3/317
• 分類號: G01N3/317;G01N3/04
• 代理公司: 江蘇長德知識產權代理有限公司 32478
• 代理人: 周天雯

1.復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于，包括用于對材料實施加載的加載系統，用于實現對加載系統充放電控制的控制電路系統，以及用于采集加載過程中材料應變和時間特征的信號采集系統。

2.根據權利要求1所述的復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于：所述加載系統主要包括1號橫向加載槍、2號橫向加載槍、1號縱向加載槍、2號縱向加載槍、4根加載桿和試件。

3.根據權利要求2所述的復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于：所述1號橫向加載槍包括橫向拉伸1號支路等效電阻RT-X1、橫向拉伸1號放電線圈、橫向拉伸1號次級線圈、橫向拉伸1號應力波放大器、橫向壓縮1號支路等效電阻RB-X1、橫向壓縮1號放電線圈、橫向壓縮1號次級線圈、橫向壓縮1號應力波放大器和橫向1號加載槍基座；

橫向1號加載槍基座中心帶通孔，橫向拉伸1號放電線圈和橫向壓縮1號放電線圈通過螺栓連接對稱固定在橫向1號加載槍基座兩端，橫向拉伸1號次級線圈和橫向拉伸1號應力波放大器螺栓連接組成橫向拉伸1號加載頭，橫向拉伸1號加載頭與橫向拉伸1號放電線圈同軸，且橫向拉伸1號次級線圈與橫向拉伸1號放電線圈表面貼合；

橫向壓縮1號次級線圈和橫向壓縮1號應力波放大器螺栓連接組成橫向壓縮1號加載頭，橫向壓縮1號加載頭與橫向壓縮1號放電線圈同軸，且橫向壓縮1號次級線圈與橫向壓縮1號放電線圈表面貼合。

4.根據權利要求2所述的復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于：4根所述加載桿完全相同，包括橫向1號加載桿、橫向2號加載桿、縱向1號加載桿和縱向2號加載桿；

橫向1號加載桿一端與1號橫向加載槍相連，另一端與試件連接，對試件左側實施拉/壓加載；

橫向2號加載桿一端與2號橫向加載槍相連，另一端與試件連接，對試件右側實施拉/壓加載；

縱向1號加載桿一端與縱向1號加載槍相連，另一端與試件連接，對試件下方實施拉/壓加載；

縱向2號加載桿一端與縱向2號加載槍相連，另一端與試件連接，對試件上方實施拉/壓加載。

5.根據權利要求1所述的復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于：所述控制電路系統包括升壓器、充電可控硅、整流二極管、充電控制單元、限流電阻、濾波電感、電容器組、泄能電阻、泄能開關、放電可控硅、放電控制單元、單雙軸加載切換開關、拉/壓加載測試切換開關；

升壓器對380V交變電流升壓，升壓后充電控制單元控制充電可控硅對電容器組充電；充電過程中，整流二極管對交變電流整流，濾波電感對充電電流進一步濾波，同時限流電阻對充電電路限流保護電容器組；電容器組充電完成后，放電控制單元控制放電可控硅對加載系統放電，加載系統激發電磁力對材料實施加載；當電容器組放電完成后因反向充電存在余壓，或當電容器組充電后不需要對加載系統放電，泄能開關閉合，泄能電阻消耗電容器組儲存的多余能量，保證操作人員安全；單雙軸加載切換開關用于單軸加載和雙軸加載切換，開關打開進行雙軸加載測試，開關閉合進行單軸加載測試；拉/壓加載測試切換開關用于切換材料拉伸測試和壓縮測試，拉/壓加載測試切換開關與電路觸點a接通時，加載系統處于拉伸性能測試狀態，拉/壓加載測試切換開關與電路觸點b接通時，加載系統處于壓縮性能測試狀態。

6.根據權利要求1所述的復雜應力狀態下材料動態性能測試系統，其特征在于，所述信號采集系統包括：

4片應變片，分別貼在橫向1號加載桿、橫向2號加載桿、縱向1號加載桿和縱向2號加載桿上，用于感應加載過程中加載應力；

信號采集器，與4片應變片的輸出端相連接，用于采集應變和時間數據。