本发明专利技术提供了一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，属于材料动态性能测试领域。该装置主要由气室动力部分、枪管部分、弹托收集测速部分、观察箱部分、透射应力杆部分、阻尼吸收装置部分、炮架座部分以及底座支架等八大主要部分组成。本发明专利技术装置工作时将圆球或圆柱形待测试样放入气室之中，用气室活塞锁止盖板将后面封死，采用气瓶加压，将试样从枪管射出，通过测速装置和观察箱打在后面的透射应力杆上，在透射应力杆上贴应变片，然后通过超动态应变仪和示波器采集数据，研究材料的力学性能。其中透射应力杆可分为平面、斜面和劈尖面，可分别模拟物体撞击不同平面的情况，节约了实验的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置
本专利技术适用于材料动态力学测试领域，可测试各种材料的动态力学性能。
技术介绍
材料的力学性能是所有材料的基本性能之一，对于加载应变率的不同，其动态力学性能又有别于静态力学性能，动静态性能之间会产生很大的差别。对于如汽车碰撞、装甲防护等方面，主要研究的就是材料的动态力学性能，所以在对其进行测试时，就需要相应的装置设备对其相应的试件或材料进行动态力学性能的测试分析。此专利技术装置不仅可以很好的完成对各种材料的动态力学性能的测试，同时还在传统的设备上进行了改进。首先是改进了装填子弹的方式，此装置可以在气室活塞处直接填装子弹，减少了填装子弹的时间，当填充冰一类的易融化的子弹时，防止从枪管装填到内部时，冰融化损坏材料内部结构，影响实验；同时，直接填充子弹可以防止某些质软、易变形材料(如泡沫)或脆性材料(如陶瓷)在传统填充时对材料的损坏，很好的保护了材料的原始形状与性能。同时，此专利技术装置还装配了不同的透射应力杆端头，可分为平面、斜面和劈尖端头，与透射应力杆螺纹连接，可根据实验测试的不同需求，换不同的端头截面，模拟材料的不同破坏方式，这样的设计使得实验的实际操作变得更加方便，不需要更换不同的透射应力杆，只需要换取接触面的端头即可。其次，此专利技术装置装有观察箱和气室活塞锁止盖板，防止试件向后喷出和冲击时四处飞溅，增加了安全系数，同时观察箱上左右两侧的玻璃盖板还可以观察冲击瞬间的实验现象，下方的下抽板可以作为抽屉来回抽拉，对于如冰一类的材料，可以起到回收材料残余的作用。该实验装置操作简单、造价低廉、性能稳定、适用性强、安全性高、使用方便，能有效的进行各种圆球圆柱形材料的动态力学性能测试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于测试材料的动态力学性能，改进子弹的装填方式，使其可以适用更多的材料，同时改进透射应力杆端头的形状，主要有平面、斜面和劈尖面，不仅可以模拟更多种截面进行测试，而且更换方便，易于操作。为实现上述目的，本专利技术提供了一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，该装置主要由气室动力部分(1-1)、枪管部分(1-2)、弹托收集测速部分(1-3)、观察箱部分(1-4)、透射应力杆部分(1-5)、阻尼吸收装置部分(1-6)、炮架座部分(1-7)以及底座支架(1-8)八大主要部分组成。所述气室动力部分，主要包括气室(2-2)、三个气瓶(2-4)、气室底座(2-1)和一个气室活塞锁止盖板(2-6)。其中气室通过气室连接座左右两侧的螺孔与炮架座进行螺栓连接，气室与气室连接座之间同样进行左右两侧的螺栓连接；气室一端有一个气室活塞，进行试验时，要将气室活塞用气室活塞锁止盖板塞住，然后将气室活塞锁止盖板旋转一定角度，与活塞上的齿相互重合，防止材料从活塞处喷出；三个气瓶分别放置在气室的左右和上方，每个气瓶都通过快排阀(2-3)与气室进行螺纹连接，同时为了防止气瓶悬空产生蠕变影响寿命，将气瓶放置在气瓶架上(2-5)，其中气瓶架与炮架座之间进行螺纹连接。所述枪管部分的枪管(3-3)通过七个炮管座A(3-5)和炮管座B(3-4)夹在中间，炮管座A和炮管座B之间通过螺栓连接，同时七个炮管座A通过左右两侧的螺孔与与炮架座进行螺栓连接。所述弹托收集测速部分由弹托收集测速圆筒(3-1)、测速底座和弹托回收内、外法兰组成，其中弹托收集测速圆筒左右两侧留有测速用圆孔(3-2)，用于测速使用，弹托回收内、外法兰通过螺栓与弹托测速圆筒连接，弹托收集测速圆筒与测速底座通过焊接连接，同时测速底座通过螺栓与炮架座连接。所述观察箱部分包括观察箱主体(4-1)和观察箱上抽板(4-5)、观察箱下抽板(4-6)。其中观察箱左右两侧留有两个观察窗，前后两侧留有椭圆形孔洞，下部有下抽屉导轨。上抽板与观察箱主体进行螺栓连接，下抽板与导轨处进行抽屉式滑动连接；左右两侧观察窗通过观察法兰(4-3)夹住观察窗玻璃(4-4)，法兰与观箱总体进行螺栓连接；前后椭圆形孔洞处与进出位置调整板(4-2)进行螺栓连接，并可上下移动调整位置；观察箱主体通过两侧螺孔与炮架座进行螺栓连接。所述透射应力杆部分主要由透射应力杆(5-10)、杆前方可拆卸端头(5-17)、透射支座A和透射支座B组成。透射支座A由四个透射支座立柱(5-1)、四个透射支座轴承座(5-2)、一个透射支座安装底座(5-4)、两个透射支座水平滚筒(5-3)组成。其中两个透射支座滚筒与透射轴承座通过深沟球轴承连接，下面的透射支座轴承座通过六角内插头螺钉与透射支座安装底座连接，四个透射支座立柱透过透射支座轴承座与透射支座安装底座螺纹连接，同时透射支座安装底座通过螺栓与炮架座连接。透射支座B包括透射支座竖直连接杆(5-7)、一个透射支座竖直水平滑动上部连杆(5-11)、两个透射支座竖直滚筒(5-6)、两个透射支座竖直水平滑动座(5-8)、两个透射支座竖直轴承座(5-5)和两个透射支座底座(5-9)。其中两个透射支座竖直滚筒与透射支座竖直轴承座通过深沟球轴承连接，透射支座竖直水平滑动座与透射支座底座通过焊接而成，透射支座竖直连接杆通过螺栓与透射支座竖直轴承座连接，并通过螺栓与透射支座竖直水平滑动座连接，透射支座竖直水平上部连接杆通过螺栓与透射支座竖直轴承座连接，透射支座底座通过螺栓与炮架座连接。透射应力杆中间位置贴有应变片，与信息采集系统(应变仪、示波器等)连接。所述阻尼吸收装置部分主要由阻尼吸收活塞(5-12)、前面板、后面板、阻尼吸收座(5-13)和阻尼吸收底座组成。其中阻尼吸收活塞与前面板通过前面板法兰盘(5-15)螺栓连接，与后面板通过后面板法兰盘(5-16)螺栓连接；阻尼吸收座和阻尼吸收底座通过焊接连接；吸收底座由前后左右四个钢板制成的阻尼吸收座板(5-14)焊接而成，然后与炮架座通过螺栓连接而成。所述炮架座部分主要由两部分工字型钢(6-2)组成，两段钢由左右两侧的腹板连接板(6-3)、四块翼板内侧连接板(6-4)和一块翼板外侧连接板(6-5)通过螺栓连接而成，连接部位在弹托收集测速部分下方。所述底座支架由八个A字形轻型支架底座(6-1)组成。每个轻型支架底座都通过螺栓与炮架座下面部分进行连接。连接方式分为0°和90°交替排列。(0°为沿着整体装置的方向，90°为垂直于装置的方向)。与传统技术相比，本专利技术提供的装置的优势在于：1.子弹可以从后方直接填充进气室，避免试件在枪管中运动距离过长导致如冰一类材料融化或泡沫、陶瓷等易变形、易碎材料的形状或结构的损坏和改变，材料的测试种类更多，适用性更强。2.本专利技术在透射杆端头处设置了多种截面(平面、斜截面、劈尖面等)。端头与透射应力杆之间通过螺纹连接，需要不同角度或者平面时，可以根据需要更换端头，可以模拟多种形式，不需要更换整个透射应力杆，节省了时间和人力。3.本专利技术在中间部分设置了观察箱，并在两侧留有观察口，这样通过高速设摄影机，可以更方便、安全的观察实验瞬间的实验现象，同时下抽板的存在可以有效的起到回收实验材料残余的作用，操作起来更加便利、安全、干净。附图内容图1为专利技术专利的整体结构示意图图2为气室动力部分示意图图3为枪管和弹托收集测速部分示意图图4为观察箱部分示意图图5为透射支座A示意图图6为透射支座B示意图图7为透射应力杆部分示意图图8为阻尼本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：由气室动力部分(1‑1)、枪管部分(1‑2)、弹托收集测速部分(1‑3)、观察箱部分(1‑4)、透射应力杆部分(1‑5)、阻尼吸收装置部分(1‑6)、炮架座部分(1‑7)以及底座支架(1‑8)八部分组成，其中，炮架座上侧由左至右依次连接气室动力部分、枪管部分、弹托收集测速部分、观察箱部分、透射应力杆部分、阻尼吸收装置部分，炮架座下侧与底座支架连接。
【技术特征摘要】
2018.04.17 CN 20181034032481.一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：由气室动力部分(1-1)、枪管部分(1-2)、弹托收集测速部分(1-3)、观察箱部分(1-4)、透射应力杆部分(1-5)、阻尼吸收装置部分(1-6)、炮架座部分(1-7)以及底座支架(1-8)八部分组成，其中，炮架座上侧由左至右依次连接气室动力部分、枪管部分、弹托收集测速部分、观察箱部分、透射应力杆部分、阻尼吸收装置部分，炮架座下侧与底座支架连接。2.根据权利要求1所述的一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：所述的气室动力部分，包括气室(2-2)、三个气瓶(2-4)、气室底座(2-1)和一个气室活塞锁止盖板(2-6)；其中气室通过气室连接座左右两侧的螺孔与炮架座进行螺栓连接，气室与气室连接座之间同样进行左右两侧的螺栓连接；气室一端有一个气室活塞，气室活塞锁止盖板可旋转一定角度，与活塞上的齿相互重合；三个气瓶分别放置在气室的左右和上方，每个气瓶都通过快排阀(2-3)与气室进行螺纹连接，将气瓶放置在气瓶架上(2-5)，其中气瓶架与炮架座之间进行螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：所述的枪管部分的枪管(3-3)通过七个炮管座A(3-5)和炮管座B(3-4)夹在中间，炮管座A和炮管座B之间通过螺栓连接，同时七个炮管座A通过左右两侧的螺孔与与炮架座进行螺栓连接。4.根据权利要求1所述的一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：所述的弹托收集测速部分由弹托收集测速圆筒(3-1)、测速底座和弹托回收内、外法兰组成，其中弹托收集测速圆筒左右两侧留有测速用圆孔(3-2)，弹托回收内、外法兰通过螺栓与弹托测速圆筒连接，弹托收集测速圆筒与测速底座通过焊接连接，同时测速底座通过螺栓与炮架座连接。5.根据权利要求1所述的一种可测试多种材料动态力学性能的实验装置，其特征在于：所述的观察箱部分包括观察箱主体(4-1)和观察箱上抽板(4-5)、观察箱下抽板(4-6)，其中观察箱左右两侧留有两个观察窗，前后两侧留有椭圆形孔洞，下部有下抽屉导轨，上抽板与观察箱主体进行螺栓连接，下抽板与导轨处进行抽屉式滑动连接；左右两侧观察窗通过观察法兰(4-3)夹住观察窗玻璃(4-4)，法兰与观箱总体进行螺栓连接；前后椭圆形孔洞处与进出位置调整板(4-2)进行螺栓连接，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲嘉，鞠殿伟，王超，熊伟鹏，杨丽红，杨金水，吴林志，庞跃钊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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