一种霍普金森压杆装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及应变试验装置，特别涉及一种霍普金森压杆装置，包括用于与发射子弹的发射装置的子弹出口对应的入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，一种霍普金森压杆装置还包括：限位环，限位环设置于入射杆与透射杆之间；试验箱，限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁。由于限位环多了支撑，样品和限位环不容易滑脱，入射杆在试验箱内撞击试样，试样变形到限位环高度时停止变形，由于限位环模量和杆的模量相同，不容易产生变形，在入射杆的推动下向后移动，从而保护试样。

A kind of Hopkinson pressure bar device

【技术实现步骤摘要】
一种霍普金森压杆装置
本专利技术涉及限定应变试验装置，特别涉及一种霍普金森压杆装置。
技术介绍
实验是研究材料力学性能关系的重要手段。传统的加载方式通常可以实现1s-1以下准静态加载，但是在各类工程技术、军事技术和科学研究中，人们通常遇到各种冲击爆炸问题，对于此类动态冲击问题，应变率高达102-104s-1，力学响应与准静态载荷加载下截然不同。应变率在(102-104s-1)正是一般工程问题最为关注的范围，霍普金森杆实验装置简单，操作方便，加载波形易于控制，通过分离式霍普金森杆实验装置可以对材料进行动态压缩试验，并因此得到应用和发展。材料力学方面的深入研究对其普遍应用造成关键影响，通常在低应变率的情况下，通过限定应变加载，连续记录压缩，拉伸等不同加载条件下变形，与SEM，XRD等表征手段结合实时记录材料屈服、颈缩、孔洞形核以及裂纹扩张等形貌数据。但是在高应变率的情况下，想要对试样的应变进行严格控制十分困难，现有的限位环技术，虽然组装简单，但是限位环的壁太薄，容易发生变形，壁太厚则容易在入射杆加载之前容易掉落，限定应变加载显得困难。其次，冲击加载时，试样和限位环容易飞溅，安全性较低，无论是对科研设备还是科研人员都是一种潜在的危险。最后，冲击加载后，没有考虑试样在受到初次加载后，飞溅的过程中带来二次冲击，影响试验的准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种霍普金森压杆装置。为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是一种霍普金森压杆装置，包括入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，上述一种霍普金森压杆装置还包括：限位环，上述限位环设置于入射杆与透射杆之间，该限位环与入射杆、透射杆均留有间隙，该限位环用于支撑试样；试验箱，上述限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；上述限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁，上述限位环内径为入射杆或透射杆直径的65-75％，上述限位环外径≥入射杆或透射杆直径；上述限位环、入射杆和透射杆的模量相同。材料的力学响应与加载应变率有重要的联系，低应变率和高应变率加载下，材料的变形损伤模式截然不同，中高应变率(102-104s-1)正是一般工程最为关注的问题，通过霍普金森压杆实验装置可以对材料进行中高应变率加载。实时观察试样的加载过程是深入研究材料的变形机理的一种常用方式，准静态加载下，可以通过限定不同应变加载，连续记录拉伸，压缩，弯曲等不同加载条件下的变形情况，与SEM、XRD相结合，观察材料的表面形貌变化和晶粒的取向，微观组织的变化过程。但是在动态冲击条件下，限定试样的应变加载显得困难。通过设置对限位环设置支撑、设置回收试样和限位环的试验箱，解决了限位环容易滑脱和飞溅的问题。中高应变率加载条件下，研究人员想通过“冻结”材料冲击加载下变形到相应变形量微结构信息，从而获得初始变形到试样失效的一系列信息。(即一般冲击实验的时候，试样会发生形变，这个形变是无法控制的，使试样受载后得到固定预设的形变量，即让试样被压缩到一定形变量的时候停止压缩，就是所谓的冻结材料冲击加载下的变形；试样变形到一定形变量的时候停止变形，就是所谓的冻结。)现有的限位环技术组装简单，环太薄容易变形，环太厚容易在加载之前掉落。冲击加载下，试样和限位环容易飞溅，安全性低，冲击加载后的试样容易造成二次冲击，影响试验的精确性。通过加工不同高度(入射杆或透射杆轴向方向上的限位环长度)的限位环，从而得到材料在冲击加载下变形到相应变形量的微结构信息，由于限位环多了支撑，试样和限位环不容易滑脱，入射杆在试验箱内撞击试样，试样变形到限位环高度时停止变形，由于限位环模量和杆的模量相同，不容易产生变形，(限位环在入射杆的推动下向后移动)从而保护试样。相比于传统的将环套在试样上，再通过入射杆、透射杆将试样夹持的霍普金森压杆装置，本霍普金森压杆装置相比于传统的试样悬挂环的方式，转变为以保障试样和限位环不飞溅的试验箱为基础支撑限位环、以限位环支撑试样的方式，防止了试样的滑掉，保证了试样在试验过程中均匀受力，增加了实验的准确性和精确性，即在没有支撑的时候，试样可能滑掉一半或者处在杆的边缘，如在该种情况加载，试样试验时是处于部分受力，无法保障实验的准确性和精确性。进一步地是，上述试验箱包括上下对应的上箱体和下箱体，上述上箱体与下箱体组成合页机构，该上箱体的顶面设置有透明材质的天窗。进一步地是，上述试验箱内壁覆盖有橡胶层。试验箱内的橡胶层避免了试样飞溅时收到严重的二次冲击，保持了被测试样的初次加载效果，且可保证实验的安全性。进一步地是，上述试验箱朝向入射杆的一端开有用于将限位环从该一端放入的通槽。进一步地是，上述通槽与限位环间隙配合，上述透射杆或入射杆与通槽间隙配合。进一步地是，上述限位环两侧向外伸出有安装部，上述试验箱内设置有沿入射杆或透射杆杆身方向延伸的导轨，上述安装部与导轨滑动连接。这样限位环前后的支架支撑限位环与杆的轴心平行，在轴向前后移动，并控制限位环不会到处飞溅。进一步地是，上述导轨为位于试验箱内壁的凹槽，该导轨延伸至试验箱设置有通槽的一端。这样以便于安装限位环，即将限位环和该限位环上的安装部直接从通槽一侧进入到试验箱中，然后再将入射杆或透射杆从通槽处插入试验箱内。进一步地是，上述试验箱底部设置有固定支撑试验箱的安装基座。进一步地是，上述安装基座包括支撑试验箱的第一移动平台和支撑该第一移动平台的第二移动平台。这样设置两层层叠的移动平台便可以便捷的控制试验箱的移动。进一步地是，上述第一移动平台为升降移动平台，上述第二移动平台为水平移动平台。这样将升降移动平台设置于上方，水平移动平台设置于下方，减少升降移动平台的上升时所承受的阻力。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本专利技术的实践了解到。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来辅助对本专利技术的理解，附图中所提供的内容及其在本专利技术中有关的说明可用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为用于说明本一种霍普金森压杆装置的结构示意图；图2为用于说明本一种霍普金森压杆装置取下入射杆后的左视结构示意图；图3为用于说明本一种霍普金森压杆装置的右视结构示意图；图4为用于说明本一种霍普金森压杆装置的限位环的结构示意图；图中标记：入射杆1、透射杆2、限位环3、安装部310、试验箱4、上箱体410、下箱体420、天窗411、下箱体420、通槽421、导轨422、安装基座5、第一移动平台510、第二移动平台520。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍普金森压杆装置，包括入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，所述一种霍普金森压杆装置还包括：/n限位环，所述限位环设置于入射杆与透射杆之间，该限位环与入射杆、透射杆均留有间隙，该限位环用于支撑试样；/n试验箱，所述限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；/n所述限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁，所述限位环内径为入射杆或透射杆直径的65-75％，所述限位环外径≥入射杆或透射杆直径；所述限位环、入射杆和透射杆的模量相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种霍普金森压杆装置，包括入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，所述一种霍普金森压杆装置还包括：
限位环，所述限位环设置于入射杆与透射杆之间，该限位环与入射杆、透射杆均留有间隙，该限位环用于支撑试样；
试验箱，所述限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；
所述限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁，所述限位环内径为入射杆或透射杆直径的65-75％，所述限位环外径≥入射杆或透射杆直径；所述限位环、入射杆和透射杆的模量相同。


2.如权利要求1所述的一种霍普金森压杆装置，其特征在于，所述试验箱包括上下对应的上箱体和下箱体，所述上箱体与下箱体组成合页机构，该上箱体的顶面设置有透明材质的天窗。


3.如权利要求1所述的一种霍普金森压杆装置，其特征在于，所述试验箱内壁覆盖有橡胶层。


4.如权利要求1所述的一种霍普金森压杆装置，其特征在于，所述试验箱朝向透射杆或入射杆的一端开有用于将限...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗胜年，徐明举，戴博，赵锦红，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51