[發明專利]液壓伺服試驗機激發可控波形的霍普金森動態實驗裝置

在審

• 申請號: 202210173029.4
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114577640A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 石曉閃;崔春陽;鄭偉鈺;李海濤;齊慶新;賀小凡
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院有限公司
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307;G01N3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 辛誠

本申請提出一種液壓伺服試驗機激發可控波形的霍普金森動態實驗裝置，包括液壓伺服動載試驗機、位置調節機構、霍普金森入射桿、霍普金森透射桿、動態應變儀，試驗機的加載盤設置在位置調節機構中，加載盤上設置有加載沖擊軸；霍普金森入射桿的一端連接在所述加載沖擊軸上，霍普金森透射桿與所述霍普金森入射桿之間安裝有實驗樣品，霍普金森透射桿、霍普金森入射桿以及實驗樣品的外壁上均設置有應變片，動態應變儀連接所述應變片，實現特定波形激發導入的同時，借助霍普金森桿的傳動體系優勢，真實還原應力波傳播與作用過程，有效避免余波反射與震蕩效應，建立應力波與沖擊能量之間的聯系，對實驗樣品在動態沖擊作用下破裂行為進行波形反演。

技術領域

本申請涉及樣品動態破裂實驗技術領域，尤其涉及一種液壓伺服試驗機激發可控波形的霍普金森動態實驗裝置。

背景技術

傳統的液壓伺服動態試驗機可實現對待測樣品進行特定波形加載，即可控波形加載方式。然而，由于傳統試驗機的固定與加載結構復雜，且設計時未考慮可控波形經過待測樣品后的余波透射與吸收問題，導致傳統試驗機的余波大量反射進入待測樣品，并在樣品中多次震蕩造成與預設加載條件不相符合的額外動載效果。因此，傳統的液壓伺服動態試驗機的輸入波形并非測試樣品真實經歷的動態載荷，無法準確評價測試樣品真實的動態響應。此時，傳統液壓伺服動態試驗機并不能采用應力波形、工程應力應變曲線等指標準確描述樣品所受的荷載情況，只能采用輸入能量等籠統指標來描述樣品所受的荷載情況。

霍普金森沖擊裝置能真實反應實驗樣品受沖擊載荷時的波形傳播過程，滿足動態應力平衡條件，保證樣品受到單次沖擊作用并最終破裂，避免余波反射至測試試樣發生二次作用及余波震蕩效應。但其動態激發裝置由氣槍發射子彈產生，無法準確控制輸入應力波的波形，不能很好地對樣品在動態沖擊載荷下的受力狀態及破裂模型進行波形反演。

發明內容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本申請的目的在于提出一種液壓伺服試驗機激發可控波形的霍普金森動態實驗裝置，實現特定波形激發導入的同時，借助霍普金森桿的傳動體系優勢，真實還原應力波傳播與作用過程，有效避免余波反射與震蕩效應，建立應力波與沖擊能量之間的聯系，對實驗樣品在動態沖擊作用下破裂行為進行波形反演。

為達到上述目的，本申請提出的一種液壓伺服試驗機激發可控波形的霍普金森動態實驗裝置，包括：

液壓伺服動載試驗機，所述試驗機用于提供特定波形和特性沖擊速度的作用力；

位置調節機構，所述試驗機的加載盤設置在所述位置調節機構中，所述加載盤上設置有加載沖擊軸，以通過所述位置調節機構調節所述加載盤豎向和橫向位置實現所述加載沖擊軸軸線位置的調節；

霍普金森入射桿，所述霍普金森入射桿的一端連接在所述加載沖擊軸上，所述霍普金森入射桿的軸線與所述加載沖擊軸的軸線重合；

霍普金森透射桿，所述霍普金森透射桿與所述霍普金森入射桿的軸線重合，所述霍普金森透射桿與所述霍普金森入射桿之間安裝有實驗樣品，所述霍普金森透射桿、所述霍普金森入射桿以及所述實驗樣品的外壁上均設置有應變片，用于檢測動態實驗過程中的應變；

動態應變儀，所述動態應變儀連接所述應變片和示波器，用于收集并放大波形信號，記錄應變信息。

進一步地，所述位置調節機構包括：

定位立柱，所述定位立柱豎直設置兩個，兩個所述定位立柱相對設置，所述定位立柱相對一側的側壁上沿豎直方向設置有第一滑槽；