液压气动中应变率拉伸试验装置，属于材料动态力学性能测试技术领域，本实用新型专利技术为解决现有试验装置只适用于高、低应变率试验，并不能进行中应变率加载条件下拉伸动态应力波加载试验的问题。本实用新型专利技术装置包括输出杆、拉伸试件、测试应变片、输入杆、圆柱状缸体、活塞、活塞杆、流量控制阀、高压快开电磁阀、水路控制单元和气路控制单元；通过流量控制阀控制液体的流量控制活塞的运动速度，而由气体的压力控制施加应力波的幅值大小，实现中应变率加载条件下拉伸动态应力波加载。在输入杆和输出杆上设有应变片用来记录试件承受的拉伸载荷时间历程，由激光位移传感器记录试件的应变时间历程，进而获得试件应力应变曲线。
Strain rate tensile test device in hydro pneumatic
【技术实现步骤摘要】
液压气动中应变率拉伸试验装置
本技术属于材料动态力学性能测试
，涉及一种液压气动的液压气动中应变率拉伸试验装置，适用于在中应变率条件下研究材料的动态力学性能，获得材料的中应变率动态力学特性。
技术介绍
汽车碰撞、外物对飞机和高铁的撞击、金属加工等等均涉及研究材料在中应变率加载条件下的动态力学响应特性。研究率敏感材料的动态力学性能需要多种方法和手段，如准静态拉伸、压缩和扭转试验采用传统的伺服试验机，广泛用于研究材料的低应变率力学行为响应特性(产生的应变率为10-3～10-1S-1)；而分离霍普金森杆技术(SplitHopkinsonBarTechnique)广泛用于研究材料的高应变率力学行为响应特性，霍普金森拉杆或者压杆一般产生的应变率是从200～103S-1。考虑材料中低应变率1～200S-1变形行为的文献数据是非常有限的。这主要是因为中应变率的拉伸或者压缩实验难度比较大，比伺服拉伸压缩试验机的应变率大，而比霍普金森拉杆或者压杆取得的应变率小。在传统的伺服液压试验机或者其它的快速试验机上增加加载速率时会造成应力波信号振荡。而振荡的滤波会降低精度和重要现象的发现。对于材料的中应变率力学性能测试仍然没有比较完善的设备。若在气动和机械加载机构基础上研发的中应变率材料试验方法，主要进行材料的压缩试验。为了得到一个可观的最大应变，所需的应力波脉冲很长，达到1ms到10ms之间，若采用传统的霍普金森杆加载技术，不但子弹长度过长，可能在数米的长度，而且要分离入射波和反射波所需的杆的长度也至少是子弹长度的两倍，这样整个装置的长度就可达十几米和几十米。所以采用传统的霍普金森杆装置进行中应变率加载的试验是不现实的。因此研发适宜于中应变率加载条件下材料动态力学性能研究的试验装置和方法，是十分必要和重要的。
技术实现思路
本技术目的是为了本技术目的是为了解决现有试验装置只适用于高、低应变率试验，并不能进行中应变率加载条件下拉伸动态应力波加载试验的问题，提供了一种液压气动中应变率拉伸试验装置。本技术所述液压气动中应变率拉伸试验装置包括输出杆1、拉伸试件23、测试应变片2、输入杆3、圆柱状缸体10、活塞7、活塞杆24、流量控制阀11、高压快开电磁阀12、水路控制单元和气路控制单元；圆柱状缸体10的内腔被活塞7分割为气室5和水室9，位于气室5内的活塞杆24的右端与活塞7的左端面同轴连接，输入杆3的右端穿过气室5左端盖并与活塞杆24的左端同轴连接；拉伸试件23的两端分别与端部粘贴测试应变片2的输入杆3和输出杆1连接；水室9的右端盖中心沿轴向依次设置有流量控制阀11和高压快开电磁阀12；水路控制单元，用于向水室9注水；还用于实验结束后在气路控制单元的协助下将水室9中的水排空；气路控制单元，用于向气室5充入惰性气体；还用于保持充气过程中活塞7两侧的压力平衡；还用于在拉伸实验时实现对气室5内气体压力的释放；还用于在拉伸实验时实现往水室9内充水时排空水室内的气体；还用于在试验结束后将气室中的惰性气体排空。优选地，还包括超动态应变仪和激光位移传感器22；超动态应变仪同时与两个测试应变片2电连接，实现测量拉伸试件23在应变时间历程中两侧的应力载荷数据；输入杆3的左端设置有固定挡块，通过激光位移传感器22监测固定挡块来实现测量拉伸试件23的应变时间历程。优选地，还包括数字示波器，激光位移传感器22的数据输出端与数字示波器的数据输入端连接。优选地，水路控制单元包括注水漏斗14、一号高压手动截止阀8和二号高压手动截止阀13；注水漏斗14通过二号高压手动截止阀13与水室9上部连通；水室9下部通过一号高压手动截止阀8与外界连通。优选地，气路控制单元包括高压气源分配器18、惰性气体瓶21、三号高压手动截止阀15、四号高压手动截止阀16、五号高压手动截止阀17和七号高压手动截止阀20；惰性气体瓶21的出气口通过七号高压手动截止阀20与高压气源分配器18的气源入口连通；高压气源分配器18通过五号高压手动截止阀17与外界连通；高压气源分配器18通过四号高压手动截止阀16与气室5连通；高压气源分配器18通过三号高压手动截止阀15与水室9连通。优选地，气路控制单元还包括六号高压手动截止阀19和气压表，气压表用于监测高压气源分配器18内部气压，气压表与高压气源分配器18之间的管路上设置有六号高压手动截止阀19。优选地，活塞7采用铝合金活塞。优选地，还包括一号O型圈4和二号O型圈6，输入杆3与圆柱状缸体10左端面接触处通过一号O型圈4实现密封；活塞7与圆柱状缸体10的内壁面通过两道二号O型圈6实现密封。本技术的有益效果：本技术所述种液压气动中应变率拉伸试验装置，特征在于在水室的轴线方向顺序连接流量控制阀和快开电磁阀实现水的瞬间排放和流量控制；在水室的下端安装一个高压手动截止阀用于试验后将剩余的水排空；在水室的上端顺序连接高压手动截止阀和漏斗用于水室在实验时注水。附图说明图1是本技术所述液压气动中应变率拉伸试验装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的液压气动中应变率拉伸试验装置，包括输出杆1、拉伸试件23、测试应变片2、输入杆3、圆柱状缸体10、活塞7、活塞杆24、流量控制阀11、高压快开电磁阀12、水路控制单元和气路控制单元；圆柱状缸体10的内腔被活塞7分割为气室5和水室9，活塞7采用铝合金活塞。位于气室5内的活塞杆24的右端与活塞7的左端面同轴连接，输入杆3的右端穿过气室5左端盖并与活塞杆24的左端同轴连接；活塞杆24右端通过螺纹和止口与活塞7连接，而活塞杆24左端具有轴肩通过螺纹与输入杆3同轴连接，活塞杆24上的轴肩可以限制活塞杆24向左移动，避免拉伸试验前对拉伸试件23施加压缩载荷；拉伸试件23的两端分别与端部粘贴测试应变片2的输入杆3和输出杆1连接；输出杆1左端固定，右端与拉伸试件23左端同轴连接；输入杆3左端与试件23右端同轴连接；水室9的右端盖中心沿轴向依次设置有流量控制阀11和高压快开电磁阀12；水路控制单元，用于向水室9注水；还用于实验结束后在气路控制单元的协助下将水室9中的水排空；水路控制单元包括注水漏斗14、一号高压手动截止阀8和二号高压手动截止阀13；注水漏斗14通过二号高压手动截止阀13与水室9上部连通；水室9下部通过一号高压手动截止阀8与外界连通。水室9的轴线方向顺序连接流量控制阀11和快开电磁阀12实现水的瞬间排放和流量控制；在水室9的下端安装一号高压本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.液压气动中应变率拉伸试验装置，其特征在于，包括输出杆(1)、拉伸试件(23)、测试应变片(2)、输入杆(3)、圆柱状缸体(10)、活塞(7)、活塞杆(24)、流量控制阀(11)、高压快开电磁阀(12)、水路控制单元和气路控制单元；/n圆柱状缸体(10)的内腔被活塞(7)分割为气室(5)和水室(9)，位于气室(5)内的活塞杆(24)的右端与活塞(7)的左端面同轴连接，输入杆(3)的右端穿过气室(5)左端盖并与活塞杆(24)的左端同轴连接；/n拉伸试件(23)的两端分别与端部粘贴测试应变片(2)的输入杆(3)和输出杆(1)连接；/n水室(9)的右端盖中心沿轴向依次设置有流量控制阀(11)和高压快开电磁阀(12)；/n水路控制单元，用于向水室(9)注水；还用于实验结束后在气路控制单元的协助下将水室(9)中的水排空；/n气路控制单元，用于向气室(5)充入惰性气体；还用于保持充气过程中活塞(7)两侧的压力平衡；还用于在拉伸实验时实现对气室(5)内气体压力的释放；还用于在拉伸实验时实现往水室(9)内充水时排空水室内的气体；还用于在试验结束后将气室中的惰性气体排空。/n
【技术特征摘要】
1.液压气动中应变率拉伸试验装置，其特征在于，包括输出杆(1)、拉伸试件(23)、测试应变片(2)、输入杆(3)、圆柱状缸体(10)、活塞(7)、活塞杆(24)、流量控制阀(11)、高压快开电磁阀(12)、水路控制单元和气路控制单元；
圆柱状缸体(10)的内腔被活塞(7)分割为气室(5)和水室(9)，位于气室(5)内的活塞杆(24)的右端与活塞(7)的左端面同轴连接，输入杆(3)的右端穿过气室(5)左端盖并与活塞杆(24)的左端同轴连接；
拉伸试件(23)的两端分别与端部粘贴测试应变片(2)的输入杆(3)和输出杆(1)连接；
水室(9)的右端盖中心沿轴向依次设置有流量控制阀(11)和高压快开电磁阀(12)；
水路控制单元，用于向水室(9)注水；还用于实验结束后在气路控制单元的协助下将水室(9)中的水排空；
气路控制单元，用于向气室(5)充入惰性气体；还用于保持充气过程中活塞(7)两侧的压力平衡；还用于在拉伸实验时实现对气室(5)内气体压力的释放；还用于在拉伸实验时实现往水室(9)内充水时排空水室内的气体；还用于在试验结束后将气室中的惰性气体排空。
2.根据权利要求1所述液压气动中应变率拉伸试验装置，其特征在于，还包括超动态应变仪和激光位移传感器(22)；超动态应变仪同时与两个测试应变片(2)电连接，实现测量拉伸试件(23)在应变时间历程中两侧的应力载荷数据；输入杆(3)的左端设置有固定挡块，通过激光位移传感器(22)监测固定挡块来实现测量拉伸试件(23)的应变时间历程。
3.根据权利要求2所述液压气动中应变率拉伸试验装置，其特征在于，还包括数字示波器，激光位移传感器(22)的数据输出端与数字示波器的数据输入端连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，姜雄文，聂洪杰，牛秋燕，崔召凯，姜美敬，牛国梁，
申请(专利权)人：哈尔滨市黎明锅炉容器封头有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙;23
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