对试样进行中等应变速率压缩的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，包括布置在同一直线上的发射管、导向套、打击杆组件、第一过渡杆、第二过渡杆以及输出杆组件，发射管的一端用于与高压气缸相连，且发射管的内部设置有能够沿发射管轴向移动的推杆；打击杆组件包括第一筒体和与第一筒体同轴的打击杆本体；发射管的另一端与导向套相接，且打击杆组件中的第一筒体活动嵌入导向套内，第一筒体的底部用于接受推杆的撞击；第一过渡杆的第一端正对打击杆本体的第二端设置；第二过渡杆的第一端与输出杆组件抵接，第二端与第一过渡杆的第二端之间构成试样放置空间。该实验装置能够使试样处于中等应变速率范围内，以满足在中等应变速率范围内对试样性能研究的需求。

An experimental device for compressing samples at medium strain rate

The invention relates to an experimental device for medium strain rate compression of a sample, which comprises a launching tube, a guide sleeve, a hitting rod assembly, a first transition rod, a second transition rod and an output rod assembly arranged in the same straight line. One end of the launching tube is used to connect with a high-pressure cylinder, and the interior of the launching tube is provided with a push rod capable of moving along the axial direction of the launching tube. The first cylinder body includes the first cylinder body and the strike rod body coaxial with the first cylinder body; the other end of the launching tube is connected with the guide sleeve, and the first cylinder body in the strike rod assembly is movably embedded in the guide sleeve, and the bottom of the first cylinder body is used to accept the impact of the push rod; the first end of the first transition rod is positively arranged at the second end of the strike rod body; the first end of the second transition rod is connected with the output rod assembly, and the second end is The specimen placement space is formed between the second end of the first transition rod and the second end of the first transition rod. The experimental device can keep the sample in the range of medium strain rate, so as to meet the requirement of studying the properties of the sample in the range of medium strain rate.

【技术实现步骤摘要】
对试样进行中等应变速率压缩的实验装置
本专利技术涉及应力波实验装置设计生产
，尤其涉及一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置。
技术介绍
材料的力学行为是依赖于应变速率的，应变速率不同，其强度会发生明显的变化。目前，应用最为广泛并且可获得材料较高应变速率的实验装置主要为霍普金森杆，其对试样加载的应变速率可达到102～103/s，这属于高应变速率范围，而对试样低应变速率的性能研究主要依靠MTS试验机获得，其加载应变速率小于10-2/s，这属于低应变速率范围。然而，使试样的应变速率介于101～102/s的中等应变速率范围内的实验装置，国内外鲜有报道。常规霍普金森杆是基于一维应力波理论，霍普金森杆的脉冲加载时间非常依赖于杆的长度，为了对试样处于中等应变速率状态时的性能进行研究，可以增大霍普金森杆的脉冲加载时间，但这需要对霍普金森杆进行改造，并且需要将杆的长度增大到30m甚至以上，这显然对于实验空间就有非常高的要求，实现起来非常困难。因此，提供一种对试样进行中等速率压缩的实验装置，以满足对试样中等应变速率下的性能进行研究的需求是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，以便能够满足对试样中等应变速率下的性能进行研究的需求。为达到上述目的，本专利技术提供的对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，包括沿水平方向布置在同一直线上的发射管、导向套、打击杆组件、第一过渡杆、第二过渡杆以及输出杆组件，其中，所述发射管的一端用于与高压气缸相连，且所述发射管的内部设置有能够沿所述发射管轴向移动的推杆；所述打击杆组件包括第一筒体和与所述第一筒体同轴的打击杆本体，所述打击杆本体的第一端嵌入所述第一筒体内并固连于所述第一筒体的底部，第二端外露于所述第一筒体；所述发射管的另一端与所述导向套相接，且所述打击杆组件中的第一筒体活动嵌入所述导向套内，所述第一筒体的底部用于接受所述推杆的撞击；所述第一过渡杆的第一端正对所述打击杆本体的第二端设置，以用于接受所述打击杆本体的撞击；所述第二过渡杆的第一端与所述输出杆组件抵接，第二端与所述第一过渡杆的第二端之间构成试样放置空间。优选的，所述输出杆组件与所述打击杆组件对称设置，所述输出杆组件包括第二筒体和与所述第二筒体同轴的输出杆本体，所述输出杆本体的第一端嵌入所述第二筒体内并固连于所述第二筒体的底部，第二端外露于所述第二筒体。优选的，所述第一筒体和所述第二筒体的结构相同，且所述第一筒体和所述第二筒体的底部外侧面均为平面。优选的，所述第一筒体和所述第二筒体的结构相同，其中，所述第一筒体的底部外侧面为第一曲面板，所述第一曲面板以所述打击杆本体的第一端为中心形成第一中心凹点，所述第一中心凹点的周围凸起并朝向所述打击杆本体的第二端翻折后与所述第一筒体的侧壁相连；所述第二筒体的底部外侧面为第二曲面板，所述第二曲面板以所述传输杆本体的第一端为中心形成第二中心凹点，所述第二中心凹点的周围凸起并朝向所述传输杆本体的第二端翻折后与所述第二筒体的侧壁相连。优选的，所述第一过渡杆上以及所述第二过渡杆上均贴附有多个用于记录波形的应变片，任意相邻两个应变片之间均具有间隔。优选的，所述第一过渡杆上贴附有三个所述应变片，其中两个靠近所述第一过渡杆的两端设置并称为端部应变片，另外一个所述应变片设置在两个所述端部应变片连线的中点处。优选的，所述第二过渡杆上贴附有两个所述应变片，且两个所述应变片分别靠近所述第二过渡杆的两端设置。优选的，所述打击杆本体的直径为D0，所述第一筒体的内径为D1，外径为D2，所述第一筒体的内壁与所述打击杆本体之间的距离为h，则满足以下关系：D02＝D22-D12或D02＝4h(D2-2h)。优选的，所述输出杆本体的直径为D3，所述第二筒体的内径为D4，外径为D5，所述第二筒体的内壁与所述输出杆本体之间的距离为h1，则满足以下关系：D32＝D52-D42或D32＝4h1(D5-2h1)。由以上技术方案可以看出，本专利技术中所公开的实验装置实际上是对目前的霍普金森杆进行了改进，尤其是将打击杆由原来的单独杆件更换为打击杆组件，并且打击杆组件由第一筒体和打击杆本体构成，打击杆本体的第一端嵌入到第一筒体内并固连在第一筒体的底部，打击杆本体的第二端外露于第一筒体，相比于单独的杆件而言，当推杆撞击第一筒体底部之后，由于应力波会在第一筒体以及打击杆中同时传播，应力波卸载阶段的出现时间将因为第一筒体的存在而被推迟，因此应力波的加载时宽将显著增大，从而有效增大应力波在试样上的加载时间，这就能够使试样的变形处于中等应变速率范围之内，实现在中等应变速率范围内对试样性能的研究。附图说明图1为本专利技术实施例中所公开的实验装置的结构示意图；图2为图1中打击杆组件的剖面示意图；图3为图1中输出杆组件的剖面示意图；图4为图2中打击杆杆组件的右视图。其中，1为高压气缸，2为发射管，3为推杆，4为导向套，5为打击杆组件，6为第一过渡杆，7为试样，8为第二过渡杆，9为应变仪，10为示波器，11为输出杆组件，51为打击杆本体，52为第一筒体，111为输出杆本体，112为第二筒体。具体实施方式本专利技术的核心是供一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，以便能够满足对试样中等应变速率下的性能进行研究的需求。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1，本专利技术实施例中所公开的对试样进行中等应变速率压缩的实验装置中，包括轴线位于水平方向同一直线上的发射管、导向套、打击杆组件、第一过渡杆、第二过渡杆以及输出杆组件，其中，发射杆的一端与高压气缸相连，并且发射管的内部设置有能够沿发射管的轴向一定的推杆，打击杆组件包括第一筒体和与第一筒体同轴设置的打击杆本体，打击杆本体的第一端嵌入第一筒体内并固定连接在第一筒体的底部，如图1和图2中所示，打击杆本体的第二端外露于第一筒体，发射管的另一端与导向套相接，并且打击杆组件中的第一筒体伙同嵌入导向套内，第一筒体的底部用于接受推杆的撞击，第一过渡杆的第一端正对打击杆本体的第二端设置，以接受打击杆本体的撞击，第二过渡杆的第一端与输出杆组件相抵，第二端与第一过渡杆的第二端构成试样放置空间。在进行实验时，将试样放置于试样放置空间内，高压气缸充气到设定的气压值，然后驱动发射管内的推杆前进，推杆与打击杆组件撞击后推动打击杆组件共同与预设速度撞击第一过渡杆，撞击产生的应力波经第一过渡杆作用在试样上，投射波经第二过渡杆传递至输出杆组件，反射波经第一过渡杆重新传回至打击杆组件。由上述实施例所公开的技术方案可以看出，本专利技术中所公开的实验装置实际上是对目前的霍普金森杆进行了改进，尤其是将打击杆由原来的单独杆件更换为打击杆组件，打击杆组件的具体形式为：打击杆组件由第一筒体和打击杆本体构成，打击杆本体的第一端嵌入到第一筒体内并固连在第一筒体的底部，打击杆本体的第二端外露于第一筒体，相比于单独的杆件而言，当推杆撞击第一筒体底部之后，由于应力波会在第一筒体以及打击杆中同时传播，应力波卸载阶段的出现时间将因为第一筒体的存在而推迟，因此应力波的加载时宽将显著增大，从而有效增大应力波在试样上的加载时间，这就能够使试样的变形处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，其特征在于，包括沿水平方向布置在同一直线上的发射管、导向套、打击杆组件、第一过渡杆、第二过渡杆以及输出杆组件，其中，所述发射管的一端用于与高压气缸相连，且所述发射管的内部设置有能够沿所述发射管轴向移动的推杆；所述打击杆组件包括第一筒体和与所述第一筒体同轴的打击杆本体，所述打击杆本体的第一端嵌入所述第一筒体内并固连于所述第一筒体的底部，第二端外露于所述第一筒体；所述发射管的另一端与所述导向套相接，且所述打击杆组件中的第一筒体活动嵌入所述导向套内，所述第一筒体的底部用于接受所述推杆的撞击；所述第一过渡杆的第一端正对所述打击杆本体的第二端设置，以用于接受所述打击杆本体的撞击；所述第二过渡杆的第一端与所述输出杆组件抵接，第二端与所述第一过渡杆的第二端之间构成试样放置空间。

【技术特征摘要】
1.一种对试样进行中等应变速率压缩的实验装置，其特征在于，包括沿水平方向布置在同一直线上的发射管、导向套、打击杆组件、第一过渡杆、第二过渡杆以及输出杆组件，其中，所述发射管的一端用于与高压气缸相连，且所述发射管的内部设置有能够沿所述发射管轴向移动的推杆；所述打击杆组件包括第一筒体和与所述第一筒体同轴的打击杆本体，所述打击杆本体的第一端嵌入所述第一筒体内并固连于所述第一筒体的底部，第二端外露于所述第一筒体；所述发射管的另一端与所述导向套相接，且所述打击杆组件中的第一筒体活动嵌入所述导向套内，所述第一筒体的底部用于接受所述推杆的撞击；所述第一过渡杆的第一端正对所述打击杆本体的第二端设置，以用于接受所述打击杆本体的撞击；所述第二过渡杆的第一端与所述输出杆组件抵接，第二端与所述第一过渡杆的第二端之间构成试样放置空间。2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述输出杆组件与所述打击杆组件对称设置，所述输出杆组件包括第二筒体和与所述第二筒体同轴的输出杆本体，所述输出杆本体的第一端嵌入所述第二筒体内并固连于所述第二筒体的底部，第二端外露于所述第二筒体。3.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述第一筒体和所述第二筒体的结构相同，且所述第一筒体和所述第二筒体的底部外侧面均为平面。4.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述第一筒体和所述第二筒体的结构相同，其中，所述第一筒体的底部外侧面为第一曲面板，所述第一曲面板以所述打击杆本体的第一端为中心形成第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐松林，单俊芳，周李姜，王鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34