一种低温自动化霍普金森杆实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及制冷低温实验领域，公开了一种低温自动化霍普金森杆实验装置，包括液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；液氮供给系统包括自增压液氮罐和液氮供给管道；温控系统包括温控仪、电磁阀和温度传感器；保温系统包括保温箱；实验加载系统包括发射机构、入射杆、透射杆和样品；液氮供给管道的一端延伸进自增压液氮罐内，其另一端延伸进保温箱内，电磁阀设于液氮供给管道上，温度传感器设于保温箱内，温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与温控仪连接，入射杆和透射杆相对穿插于保温箱的相应侧壁，样品夹设在入射杆和透射杆之间，发射机构设于入射杆外侧。本实用新型专利技术能够方便地满足霍普金森杆在低温环境下的各种实验要求。

A low temperature automatic Hopkinson rod experimental device

The utility model discloses a low temperature automatic Hopkinson rod experimental device, which includes a liquid nitrogen supply system, a temperature control system, a thermal insulation system and an experimental loading system. The liquid nitrogen supply system includes a self pressurized liquid nitrogen tank and a liquid nitrogen supply pipe, and the temperature control system includes a temperature control instrument, a solenoid valve and a temperature. The thermal insulation system includes the incubator; the experimental loading system includes the launching mechanism, the incident rod, the transmission rod and the sample; the one end of the liquid nitrogen supply pipeline extends into the pressurized liquid nitrogen tank, the other end extends into the incubator, the solenoid valve is placed on the liquid nitrogen supply pipe, the temperature sensor is in the incubator, and the temperature is transmitted. The sensor, the solenoid valve and the launching mechanism are all connected to the temperature control instrument through a wire. The incident rod and the transmission rod are interspersed with the corresponding side wall of the incubator. The sample is located between the incident rod and the transmission rod, and the launching mechanism is located on the outside of the incident rod. The utility model can conveniently meet various experimental requirements of the Hopkinson rod at low temperature.

【技术实现步骤摘要】
一种低温自动化霍普金森杆实验装置
本技术涉及液氮制冷低温实验
，特别是涉及一种低温自动化霍普金森杆实验装置。
技术介绍
分离式霍普金森压杆(SplitHopkinsonPressureBar，简称SHPB)及分离式霍普金森拉杆(SplitHopkinsonTensionBar，简称SHTB)组成的分离式霍普金森杆测试系统是研究材料高应变率的力学响应的典型设备，对于材料结构设计及研究有重要的意义。其核心思想是在实验中把应力波效应和应变率效应进行解耦，从而建立材料在高应变率下的应力应变关系。经典的霍普金森杆实验技术可以有效测量材料在高应变率下的动态力学行为，但是由于科技的发展以及人类对自然探索不断深化，目前的工程材料的使用环境不再仅仅涉及高应变率、大变形等极端条件，同时还涉及到低温、超低温等非常规条件，比如人类对两极地区的资源开发，对外太空的探索以及现在的低温储运等，在这些过程中材料难免会受到冲击载荷的作用。因此，低温下材料的动态力学行为成为人们普遍关心的科学问题，而经典的霍普金森杆实验技术无法满足测量要求。目前还没有十分可行的专门用于低温加载的霍普金森杆实验技术，在现有的少数可模拟低温环境的霍普金森杆实验装置中，无论是在原理设计还是实验操作上都存在不足，主要是实验装置设计过于复杂，实验操作繁琐，制冷能力不强，低温恒温效果差等。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是如何满足霍普金森杆在低温环境下的各种实验要求。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种低温自动化霍普金森杆实验装置，其包括：液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；所述液氮供给系统包括：自增压液氮罐和液氮供给管道；所述温控系统包括：温控仪、电磁阀和温度传感器；所述保温系统包括：保温箱；所述实验加载系统包括：发射机构、入射杆、透射杆和样品；所述液氮供给管道的一端延伸进所述自增压液氮罐内的液氮内，其另一端延伸进所述保温箱内，所述电磁阀设于所述液氮供给管道上，所述温度传感器设于所述保温箱内，所述温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与所述温控仪连接，所述入射杆和透射杆相对穿插于所述保温箱的相应侧壁，所述样品夹设在所述入射杆和透射杆之间，所述发射机构设于所述入射杆的外侧。其中，所述保温箱包括保温箱体和保温盖，所述保温盖盖设于所述保温箱体上。其中，所述保温箱体和保温盖的外部壳体由不锈钢材料制成，其内部均填充有保温材料。其中，所述保温箱内还设有雾化器和小风扇，所述雾化器安装于所述液氮供给管道的出口处，所述小风扇通过传动轴由保温盖外部的马达驱动。其中，所述保温箱的侧壁用于安装所述入射杆和透射杆处分别设有通孔，所述通孔的直径大于所述入射杆和透射杆的直径，以形成间隙。其中，所述温控仪由控制面板、继电器、温控模块以及电源模块构成，所述电源模块、继电器、控制面板均与温控模块连接。其中，所述自增压液氮罐包括密封罐体，所述密封罐体由室温加热，通过蒸发密封罐体内的部分液氮来提高密封罐体内部的压力，从而将密封罐体内的液氮向液氮供给管道内排出。其中，所述透射杆固定设置，所述入射杆为空心杆，所述发射机构的发射弹从所述空心杆中穿出撞击所述样品。其中，所述液氮供给管道外包裹有保温材料。其中，所述保温箱体的中部设有空腔，用于取放所述样品。(三)有益效果与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术提供的一种低温自动化霍普金森杆实验装置，在现有实验设备的基础上，采用自增压液氮罐提供液氮，通过自增压液氮罐蒸发罐体内的部分液氮来提高自增压液氮罐内部的压力，从而将自增压液氮罐内的液氮向外排出，且罐内压力可调，可以控制液氮的外排速度，且当罐体内部压力超过电磁阀的临界压力时，安全阀自行泄压，保证实验绝对安全。本技术与经典的SHPB相结合，能够实现在低温条件下对材料进行动态加载，研究材料的低温动态力学性能，拓宽了SHPB实验技术的应用范围。附图说明图1为本技术一种低温自动化霍普金森杆实验装置的连接关系示意图；图2为本技术一种低温自动化霍普金森杆实验装置的结构示意图；图3为本技术一种低温自动化霍普金森杆实验装置中的温控仪的原理图；图中：1：透射杆；2：保温箱体；3：雾化器；4：小风扇；5：电磁阀；6：液氮供给管道；7：马达；8：保温盖；9：样品；10：入射杆；11：温度传感器；12：锁扣；13：温控仪；14：控制面板；15：继电器；16：温控模块；17：电源模块；18：保温材料；19：发射机构；20：自增压液氮罐。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1和图2所示，为本技术实施例提供的一种低温自动化霍普金森杆实验装置，其可以包括：液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；所述液氮供给系统包括：自增压液氮罐20和液氮供给管道6，所述自增压液氮罐20具体包括密封罐体，所述密封罐体由具有一定导热率的导热材料制成，密封罐体置于室内，由室温加热，通过蒸发密封罐体内的部分液氮来提高密封罐体内部的压力，从而将密封罐体内的液氮向液氮供给管道6内排出；所述温控系统包括：温控仪13、电磁阀5和温度传感器11；所述保温系统包括：保温箱；所述实验加载系统包括：发射机构19、入射杆10、透射杆1和样品9；具体地，所述液氮供给管道6的一端延伸进所述自增压液氮罐20内的液氮内，其另一端延伸进所述保温箱内，所述电磁阀5设于所述液氮供给管道6上，所述温度传感器11设于所述保温箱内，所述温度传感器11、电磁阀5和发射机构19均通过导线与所述温控仪13连接，所述入射杆10和透射杆1相对穿插于所述保温箱的相应侧壁，所述样品9夹设在所述入射杆10和透射杆1之间，所述发射机构19设于所述入射杆10的外侧，以实现当温度达到设定温度且保温到预定时间后，由温控仪13向发射机构19发出信号，实现自动发射，撞击样品9。其中，所述保温箱包括保温箱体2和保温盖8，所述保温盖8盖设于所述保温箱体2上，保温箱体2的中部设有空腔，用于取放样品9，相应地，在保温盖8的下方设有与空腔大小相匹配的凸起，用于卡设在空腔的上部，实现较好的密封，具体地，保温箱体2和保温盖8前后两面都装有锁扣12，通过锁扣12实现闭合，打开或关闭方便。本技术的实施例中，所述保温箱体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温自动化霍普金森杆实验装置，其特征在于，包括：液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；所述液氮供给系统包括：自增压液氮罐和液氮供给管道；所述温控系统包括：温控仪、电磁阀和温度传感器；所述保温系统包括：保温箱；所述实验加载系统包括：发射机构、入射杆、透射杆和样品；所述液氮供给管道的一端延伸进所述自增压液氮罐内的液氮内，其另一端延伸进所述保温箱内，所述电磁阀设于所述液氮供给管道上，所述温度传感器设于所述保温箱内，所述温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与所述温控仪连接，所述入射杆和透射杆相对穿插于所述保温箱的相应侧壁，所述样品夹设在所述入射杆和透射杆之间，所述发射机构设于所述入射杆的外侧。

【技术特征摘要】
1.一种低温自动化霍普金森杆实验装置，其特征在于，包括：液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；所述液氮供给系统包括：自增压液氮罐和液氮供给管道；所述温控系统包括：温控仪、电磁阀和温度传感器；所述保温系统包括：保温箱；所述实验加载系统包括：发射机构、入射杆、透射杆和样品；所述液氮供给管道的一端延伸进所述自增压液氮罐内的液氮内，其另一端延伸进所述保温箱内，所述电磁阀设于所述液氮供给管道上，所述温度传感器设于所述保温箱内，所述温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与所述温控仪连接，所述入射杆和透射杆相对穿插于所述保温箱的相应侧壁，所述样品夹设在所述入射杆和透射杆之间，所述发射机构设于所述入射杆的外侧。2.根据权利要求1所述的低温自动化霍普金森杆实验装置，其特征在于，所述保温箱包括保温箱体和保温盖，所述保温盖盖设于所述保温箱体上。3.根据权利要求2所述的低温自动化霍普金森杆实验装置，其特征在于，所述保温箱体和保温盖的外部壳体由不锈钢材料制成，其内部均填充有保温材料。4.根据权利要求2所述的低温自动化霍普金森杆实验装置，其特征在于，所述保温箱内还设有雾化器和小风扇，所述雾化器安装于所述液氮供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，孟立春，孙晓红，孙晓光，崔健，王海波，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37