霍普金森杆可视化透明围压装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了霍普金森杆可视化透明围压装置，属于霍普金森杆动态加载试验装置技术领域，包括压力室、夹持机构、手动泵、专用管，所述压力室包括用透明树脂制成的壳体、第一壳体盖、第二壳体盖，所述壳体为底面开口的圆柱形结构，第一壳体盖和第二壳体盖分别和壳体的两个底面密封连接，第一壳体盖和第二壳体盖的中心位置分别开有第一中心孔和第二中心孔，夹持机构穿过所述第一中心孔和第二中心孔将试样夹持在壳体内，夹持机构与第一中心孔和第二中心孔的接触位置设有密封机构实现夹持机构和压力室的密封连接，所述手动泵通过所述专用管和所述压力室连接；本发明专利技术实现了霍普金森杆动态加载试验中实时、全方位观察岩石变形及裂缝扩展。扩展。扩展。

【技术实现步骤摘要】
霍普金森杆可视化透明围压装置


[0001]本专利技术涉及霍普金森杆可视化透明围压装置，属于霍普金森杆动态加载试验装置


技术介绍

[0002]岩石在高应变率加载下的动力行为特征是一个十分重要的研究课题，目前应用最广泛且最可靠的岩石冲击加载方式之一是分离式霍普金森杆装置。在岩石霍普金森杆冲击加载试验中，岩石的变形和裂纹扩展量测对研究岩石的破坏进程和失效机制有着十分重要的意义。目前，大多岩石动力变形和裂纹扩展量量测研究是在无围压的霍普金森试验条件下进行的。但是对于研究地下岩土材料而言，其三轴地应力条件要求试验中必须对试样施加围压作用。围压的存在对岩土材料的弹塑性变形和裂纹扩展进程起着重要影响作用，然而现有霍普金森杆试验中的围压装置一般由不透明的合金材质制成，在保证强度的同时，牺牲了试验过程中高速相机及数字图像相关技术对岩石的全场变形和裂纹扩展的观测。因此，设计制造一种霍普金森杆可视化透明围压装置显得十分必要。
[0003]现有可视化围压试验装置的压力室一般采用玻璃和树脂等透明材料制成。玻璃压力室具有较高的透明度，但无法承受较高的压力。因此，主要应用于小于2MPa下土体变形失稳的可视化观测，无法满足岩石相关领域的试验要求。相较于玻璃材质，树脂材料具有较好的韧性和强度。现有技术中，有装置采用在刚性围压装置一侧开设树脂观察窗的方式，用于观察页岩水压致裂的裂缝扩展情况；由于岩石材料的非均质性，较小观察窗的尺寸无法提供实验过程中岩石宏观变形和断裂的情况，具有一定局限性。为实现全方位观测，有现有的系统中的压力观测室由采用一次成型工艺的树脂材料制成，并借助环向等角度布置的三台摄像机观测岩石的变形破坏情况；但是该系统与静态常规三轴试验机高度集成，限于静态试验下的变形破坏监测，无法直接应用于岩石霍普金森杆动态加载试验。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供霍普金森杆可视化透明围压装置，解决现有技术中无法在霍普金森杆动态加载试验中实现实时、可视化观察岩石变形和裂缝扩展的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供了霍普金森杆可视化透明围压装置，包括压力室、夹持机构、手动泵、专用管及其固定机构。各部分作用为：压力室侧壁为透明树脂材质壳体，以实现内部的可视化；壳体两端通过第一壳体盖和第二壳体盖进行密封，保证压力室液体不泄露，维持压力室围压的稳定；夹持机构将试样夹紧在压力室，并传导应力波；手动泵通过专用管向压力室内部注入液体，提供所需围压；通过固定机构，保证压力室和试验台相对位置的固定；
[0007]所述压力室包括用透明树脂制成的壳体、第一壳体盖、第二壳体盖，所述壳体为底面开口的圆柱形结构，第一壳体盖和第二壳体盖分别和壳体的两个底面连接，壳体和第一壳体盖与第二壳体盖的连接处设有密封机构实现所述壳体和所述第一壳体盖和第二壳体
盖的密封连接，所述第一壳体盖和第二壳体盖的中心位置分别开有第一中心孔和第二中心孔，夹持机构穿过所述第一中心孔和第二中心孔将试样夹持在壳体内，夹持机构与第一中心孔和第二中心孔的接触位置设有密封机构实现夹持机构和压力室的密封连接，所述手动泵通过所述专用管和所述压力室连接。
[0008]进一步的，还包括反力杆，用于固定连接第一壳体盖、壳体和第二壳体盖，在第一壳体盖和第二壳体盖的相同位置各设有多个等间距设置的螺纹孔洞，所述反力杆的数量和第一壳体盖/第二壳体盖上螺纹孔洞的数量相同，所述反力杆分别穿过第一壳体盖和第二壳体盖上相同位置的螺纹孔洞，实现第一壳体盖、壳体和第二壳体盖的固定连接。
[0009]进一步的，所述夹持机构包括入射杆和反射杆，所述入射杆穿过所述第一中心孔，所述反射杆穿过所述第二中心孔，第一中心孔和第二中心孔的内部分别设有两道密封槽，在两道密封槽之间放置所述密封机构，用于实现夹持机构与第一中心孔和第二中心孔的接触位置的密封连接。
[0010]进一步的，还包括不锈钢针阀和第一转换接头，所述不锈钢针阀通过所述第一转换接头和第一壳体盖连接，所述不锈钢针阀用于保持压力室的液压不超过预设的额定压力。
[0011]进一步的，还包括第一压力表和第二转换接头，所述第一压力表通过所述第二转换接头和第二壳体盖连接，所述第一压力表用于监测压力室的液压压力。
[0012]进一步的，还包括第一液压开关，设置在所述第一壳体盖中，第一液压开关将专用管和压力室内部进行连接，第一液压开关用于控制手动泵将加压液体泵入压力室的流量。
[0013]进一步的，还包括第二液压开关，设置在所述第二壳体盖中，当第二液压开关打开时，压力室和外界连通，第二液压开关用于将压力室中的加压液体和空气排出。
[0014]进一步的，所述手动泵为卧式手动液压泵，在手动泵和专用管的连接处装有第二压力表，所述第二压力表用于监测手动泵内部的液压压力。
[0015]进一步的，还包括固定机构，固定机构和压力室固定连接，用于支撑和固定压力室，所述固定机构包括围压固定座、围压支撑座、围压底座，所述围压底座与用于放置所述霍普金森杆可视化透明围压装置的试验台连接，用于确定和固定霍普金森杆可视化透明围压装置的位置，所述围压固定座与所述第一壳体盖、第二壳体盖连接，所述围压底座和所述围压固定座通过所述围压支撑座连接，实现所述压力室和所述试验台的固定连接。
[0016]进一步的，所述壳体采用一体成型技术加工而成。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0018]本专利技术提供的霍普金森杆可视化透明围压装置，采用透明树脂制成的壳体用作压力室侧壁，有效的解决了不同围压条件下，霍普金森杆动态加载试验中无法实时、全方位观察岩石变形及裂缝扩展的问题；通过手动泵调节，可方便、有效的实现不同围压加载条件；
[0019]透明的壳体采用一体成型技术加工而成，具有无裂缝、无气泡、透明度好、折射率高、强度高、安全性好等优点，可保证将试样装入压力室后，内部光线完全透出。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例提供的霍普金森杆可视化透明围压装置的结构示意图之一；
[0021]图2是本专利技术实施例提供的霍普金森杆可视化透明围压装置的结构示意图之二；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的霍普金森杆可视化透明围压装置的剖视图；
[0023]图4是本专利技术实施例提供的围压固定座的剖视图；
[0024]图5是本专利技术实施例提供的围压支撑座的剖视图。
[0025]图中：1.压力室，2.围压固定座，3.围压支撑座，4.围压底座，5.手动泵，6.专用管，7.反力杆，8.不锈钢针阀，9.第一转换接头，10.第一壳体盖，11.第一液压开关，12.第五螺丝，13.第三螺丝，14.骑马卡，15.试验台，16.第二螺丝，17.第二液压开关，18.第一螺丝，19.第二壳体盖，20.第二转换接头，21.第一压力表，22.壳体，23.第四螺丝，24.岩石，25.轴用密封，26.平面密封垫，27.第一螺纹孔洞，28.第二螺纹孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.霍普金森杆可视化透明围压装置，其特征在于，包括压力室、夹持机构、手动泵、专用管，所述压力室包括用透明树脂制成的壳体、第一壳体盖、第二壳体盖，所述壳体为底面开口的圆柱形结构，第一壳体盖和第二壳体盖分别和壳体的两个底面连接，壳体和第一壳体盖与第二壳体盖的连接处设有密封机构实现所述壳体和所述第一壳体盖和第二壳体盖的密封连接，所述第一壳体盖和第二壳体盖的中心位置分别开有第一中心孔和第二中心孔，夹持机构穿过所述第一中心孔和第二中心孔将试样夹持在壳体内，夹持机构与第一中心孔和第二中心孔的接触位置设有密封机构实现夹持机构和压力室的密封连接，所述手动泵通过所述专用管和所述压力室连接。2.根据权利要求1所述的霍普金森杆可视化透明围压装置，其特征在于，还包括反力杆，用于固定连接第一壳体盖、壳体和第二壳体盖，在第一壳体盖和第二壳体盖的相同位置各设有多个等间距设置的螺纹孔洞，所述反力杆的数量和第一壳体盖/第二壳体盖上螺纹孔洞的数量相同，所述反力杆分别穿过第一壳体盖和第二壳体盖上相同位置的螺纹孔洞，实现第一壳体盖、壳体和第二壳体盖的固定连接。3.根据权利要求1所述的霍普金森杆可视化透明围压装置，其特征在于，所述夹持机构包括入射杆和反射杆，所述入射杆穿过所述第一中心孔，所述反射杆穿过所述第二中心孔，第一中心孔和第二中心孔的内部分别设有两道密封槽，在两道密封槽之间放置所述密封机构，用于实现夹持机构与第一中心孔和第二中心孔的接触位置的密封连接。4.根据权利要求1所述的霍普金森杆可视化透明围压装置，其特征在于，还包括不锈钢针阀和第一转换接头，所述不锈钢针阀通过所述第一转换接头和第一壳体盖连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢灏喆，邱艳宇，邢文政，范鹏贤，李杰，谢凯迪，李志浩，王明洋，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：