一种复合加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合加载装置，该装置包括：固定架、限位机构、入射杆、储能杆、第一制动杆、扭矩加载机构和轴压机构，其中，扭矩加载机构位于第一制动杆与轴压机构之间；第一制动杆的第一端与储能杆侧面的第一位置固定连接，第一制动杆的第二端沿长度方向可移动地设置于固定架上，第一制动杆的轴线垂直于储能杆的轴线；当扭矩加载机构向储能杆施加的扭矩达到试验预设值时，第一制动杆被拉断，以使储能杆产生扭转波，并通过入射杆将扭转波传导至试样。该复合加载装置可以有效保证储能杆在整个试验过程中不受损坏，同时确保储能杆可以快速释放扭转能量，并在释放过程中不受其他外力影响，处于自由释放过程。处于自由释放过程。处于自由释放过程。

【技术实现步骤摘要】
一种复合加载装置


[0001]本申请涉及材料动态力学性能试验领域，尤其涉及一种复合加载装置。

技术介绍

[0002]在现有技术中，霍普金森扭杆装置已经成功地应用于金属、复合材料、聚合物、岩石、混凝土和泡沫材料等各种工程材料的动态力学性能测试，被公认为是研究脉冲动载作用下材料力学性质最常用、最有效的试验设备。
[0003]霍普金森扭杆装置包括扭杆、夹持机构以及加载机构，扭杆的一端与加载机构相连，另一端与需要进行试验的试样抵接，夹紧机构位于试样与加载机构之间，能够对扭杆进行抱紧锁死。在进行材料动态力学性能试验时，利用夹紧机构对扭杆进行夹持并抱紧。当加载机构向扭杆施加扭矩时，在夹紧机构与扭杆之间摩擦力的作用下，夹紧机构抱紧扭杆以限制扭杆转动，从而使得扭杆靠近加载装置的一段可以随加载机构的加载发生扭转与变形，达到储存能量的目的。当向扭杆施加的扭矩达到预设值时，释放夹持装置，使夹持装置与扭杆之间的摩擦力降低以允许扭杆转动并释放扭矩，从而产生扭转波传导至试样，以完成对试样的加载。
[0004]但是，在上述试验过程中，向扭杆施加扭矩时，夹持机构与扭杆之间的摩擦力会造成摩擦面的磨损，导致扭杆本身的损坏；同时在扭杆释放扭矩时，无法保证扭杆与夹持装置之间没有任何作用力，导致扭矩释放不是一个自由释放的过程，从而影响试验结果的准确性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中上述不足，本专利技术提供了一种复合加载装置，可以解决现有技术中储能杆在试验过程中易损坏的问题，以及储能杆在释放扭转能量时无法处于自由释放过程的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种复合加载装置，包括固定架、限位机构、入射杆、储能杆、第一制动杆、扭矩加载机构和轴压机构，其中，
[0007]所述限位机构固设于所述固定架上，所述入射杆和所述储能杆沿长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述入射杆的第一端与所述限位机构用于共同夹持需要进行动态力学性能试验的试样，所述入射杆的第二端与所述储能杆的第一端固定连接，所述储能杆的第二端朝向所述轴压机构，所述轴压机构用于向所述储能杆施加轴向压力；所述扭矩加载机构与所述储能杆的侧面连接，用于向所述储能杆施加扭矩，所述扭矩加载机构位于所述第一制动杆与所述轴压机构之间；
[0008]所述第一制动杆的第一端与所述储能杆侧面的第一位置固定连接，所述第一制动杆的第二端沿所述长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述第一制动杆的轴线垂直于所述储能杆的轴线；
[0009]当所述扭矩加载机构向所述储能杆施加的扭矩达到试验预设值时，所述第一制动
杆被拉断，以使所述储能杆产生扭转波，并通过所述入射杆将所述扭转波传导至所述试样。
[0010]在本专利技术一个可选的实施例中，还包括第二制动杆，所述第二制动杆的第一端与所述储能杆侧面的第二位置固定连接，所述第二制动杆的第二端沿所述长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述第二制动杆的轴线垂直于所述储能杆的轴线；
[0011]当所述扭矩加载机构向所述储能杆施加的扭矩达到所述试验预设值时，所述第二制动杆与所述第一制动杆均被拉断，以使所述储能杆产生扭转波，并通过所述入射杆将所述扭转波传导至所述试样。
[0012]在本专利技术一个可选的实施例中，所述第一位置与所述第二位置相对于所述储能杆的轴线对称分布，且所述第一制动杆的第一端到第二端的指向与所述第二制动杆从第一端到第二端的指向相反。
[0013]在本专利技术一个可选的实施例中，还包括卡箍，所述卡箍上设有装配孔和固定孔，所述储能杆穿过所述装配孔，固定螺栓穿过所述固定孔与所述储能杆的外表面抵接；所述第一制动杆的第一端和所述第二制动杆的第一端分别与所述卡箍固定连接。
[0014]在本专利技术一个可选的实施例中，所述储能杆的外表面沿其轴线方向设置有多个用于与所述固定螺栓配合的螺纹孔。
[0015]在本专利技术一个可选的实施例中，所述固定螺栓的数量为两个，相对于所述储能杆的轴线对称设置。
[0016]在本专利技术一个可选的实施例中，还包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块的第一端包括与所述储能杆侧面形状适配的卡槽，且所述第一限位块的第一端与所述储能杆的侧面固定连接；所述第二限位块的第一端包括与所述储能杆侧面形状适配的卡槽，且所述第二限位块的第一端与所述储能杆的侧面固定连接。
[0017]在本专利技术一个可选的实施例中，所述第一制动杆和所述第二制动杆的轴线均垂直于水平面。
[0018]在本专利技术一个可选的实施例中，所述第一制动杆包括第一颈缩部，所述第一颈缩部位于所述第一制动杆的两端之间，在沿所述第一制动杆的长度方向上，所述第一颈缩部的横截面积小于所述第一制动杆两端的横截面积；所述第二制动杆包括第二颈缩部，所述第二颈缩部位于所述第二制动杆的两端之间，在沿所述第二制动杆的长度方向上，所述第二颈缩部的横截面积小于所述第二制动杆两端的横截面积。
[0019]在本专利技术一个可选的实施例中，所述第一制动杆和第二制动杆的材料均为脆性材料，以使得所述第一制动杆和第二制动杆在施加在所述储能杆的扭矩达到所述试验预设值时断开。
[0020]与现有技术相比，本专利技术公开的一种复合加载装置，通过第一制动杆与储能杆的固定连接来限制储能杆的旋转以储存扭转能量，直到第一制动杆沿其长度方向被拉断，使得储能杆在第一制动杆被拉断后，不受制动杆的束缚而处于自由释放所储存的扭转能量的状态，从而确保储能杆可以快速释放扭转能量，并在释放过程中不受其他外力影响，处于自由释放过程；同时，可以有效保证储能杆在整个试验过程中不受损坏。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种复合加载装置的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的一种可选的实施方式的第一制动杆和第二制动杆与储能杆和门架连接的立体示意图；
[0024]图3为图2的主视图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的另一种可选的实施方式的第一制动杆和第二制动杆与卡箍连接的主视图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1固定架，11后挡板，12支撑架，13底座，14挡板拉杆，15前挡板，16门架，161第一支撑腿，162第二支撑腿，163支撑横梁，17第一滑槽，18第二滑槽，2限位机构，3扭杆，31入射杆，32套管，33储能杆，5第一制动杆，5
’
第二制动杆，50第一颈缩部，50
’
第二颈缩部，51第一限位块，51
’
第二限位块，6扭矩加载机构，61加载齿轮，62齿条，7轴压机构，8试样，9卡箍，91第一卡环，92第二卡环，93固定螺栓，94第二连接耳，95第一连接耳，A长度方向。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合加载装置，其特征在于，包括：固定架、限位机构、入射杆、储能杆、第一制动杆、扭矩加载机构和轴压机构，其中，所述限位机构固设于所述固定架上，所述入射杆和所述储能杆沿长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述入射杆的第一端与所述限位机构用于共同夹持需要进行动态力学性能试验的试样，所述入射杆的第二端与所述储能杆的第一端固定连接，所述储能杆的第二端朝向所述轴压机构，所述轴压机构用于向所述储能杆施加轴向压力；所述扭矩加载机构与所述储能杆的侧面连接，用于向所述储能杆施加扭矩，所述扭矩加载机构位于所述第一制动杆与所述轴压机构之间；所述第一制动杆的第一端与所述储能杆侧面的第一位置固定连接，所述第一制动杆的第二端沿所述长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述第一制动杆的轴线垂直于所述储能杆的轴线；当所述扭矩加载机构向所述储能杆施加的扭矩达到试验预设值时，所述第一制动杆被拉断，以使所述储能杆产生扭转波，并通过所述入射杆将所述扭转波传导至所述试样。2.根据权利要求1所述的复合加载装置，其特征在于，还包括第二制动杆，所述第二制动杆的第一端与所述储能杆侧面的第二位置固定连接，所述第二制动杆的第二端沿所述长度方向可移动地设置于所述固定架上，所述第二制动杆的轴线垂直于所述储能杆的轴线；当所述扭矩加载机构向所述储能杆施加的扭矩达到所述试验预设值时，所述第二制动杆与所述第一制动杆均被拉断，以使所述储能杆产生扭转波，并通过所述入射杆将所述扭转波传导至所述试样。3.根据权利要求2的复合加载装置，其特征在于，所述第一位置与所述第二位置相对于所述储能杆的轴线对称分布，且所述第一制动杆的第一端到第二端的指向与所述第二制动杆从第一端到第二端的指向相反。4.根据权利要求3所述的复合加载装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，杨岭，夏开文，徐颖，吴帮标，陈柄杞，李烜，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：