【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石及类岩材料动态加载检测领域，尤其涉及一种用于动态拉伸试验的试样装载装置及测试方法。
技术介绍
1、巴西圆盘作为一种历史发展悠久、有大量试验数据积累的试样，已经受到国际社会广泛认可并被长期用来研究材料的动态特性。如今，基于巴西圆盘的二元材料试样已经被研发出来并逐渐应用于试验研究，其材料界面相关动态力学特性也是研究的重点。
2、当前测定岩石类材料动态拉伸强度的方法主要为利用霍普金森压杆对巴西圆盘试样进行动态加载并配合相应的检测装置。现如今，多种材料尤其是二元材料的巴西圆盘试样(每个材料各半个圆盘)已经逐渐被应用于研究材料的界面相关性质。但由于巴西圆盘试样本身进行装载时不容易实现对准，很大程度上影响了试验进程与试验效率。对于二元材料的巴西圆盘试样的界面性质，加载角度有重要影响，由于装载试样时缺少能够准确确定加载角度的装载装置，因此经常出现实际加载角度与预设角度有较大误差的现象，从而对试验结果产生了较大的影响。
3、基于上述现状，本领域技术人员亟需提供一种能够提高试验效率并在不损伤试样的情况下能够准确确定多材料尤其是二元材料的动态加载倾角的试样装载装置及测试方法，为材料界面动态力学性质及其工程应用研究提供理论基础。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于装载试样并调整加载角度的动态拉伸试验的试样装载装置及测试方法，实现在进行动态加载时能够准确确定加载角度，并且提高试验效率，提高试验结果准确度和可靠度。
2、为解决上述技术问题，
3、本专利技术一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，包括试样装载机构、试样、入射杆和透射杆，所述试样装载在所述试样装载机构上，所述试样夹紧在所述入射杆和透射杆之间，所述入射杆和所述透射杆呈水平设置在所述试样装载机构的两侧，且所述入射杆和所述透射杆的轴线与所述试样的中心重合。
4、优选的，所述试样装载机构包括支撑组件和角度调节组件，所述角度调节组件设置在所述支撑组件上；
5、所述支撑组件包括支撑架、两个上装载固定架、两个下装载固定架和旋钮旋转钢环，其中一个所述下装载固定架的底部焊接在所述支撑架的顶部的一侧，另一个所述下装载固定架位于所述支撑架的另一侧，所述上装载固定架和所述下装载固定架对应设置且位于所述支撑架的上方，所述上装载固定架和所述下装载固定架之间焊接有所述旋钮旋转钢环，两个所述旋钮旋转钢环的中心线位于同一水平线上，两个所述上装载固定架的顶部通过螺栓连接，两个所述下装载固定架的底部通过螺栓连接。
6、优选的，两个所述上装载固定架的顶部均开设有圆孔一，第一螺栓穿过所述圆孔一并用螺母紧固，两个所述下装载固定架均呈倒t字形，所述下装载固定架的底部两侧均开设有圆孔二，第二螺栓穿过所述圆孔二后再用螺母紧固。
7、优选的，所述角度调节组件包括旋钮，两个所述旋钮旋转钢环内均设置有旋钮，所述旋钮旋转钢环和所述旋钮之间内嵌有滚珠，且所述旋钮和所述滚珠转动连接。
8、优选的，位于前面的所述上装载固定架的前壁体上连接有角度盘，所述角度盘呈半圆形，半圆形的所述角度盘的直径端呈水平设置且与所述旋钮旋转钢环的中心重合。
9、优选的，所述旋钮的端部固定连接有旋钮把，所述旋钮把上设置有角度指针，所述角度指针指向所述角度盘。
10、优选的，两个所述旋钮旋转钢环相对的一端设置有旋钮橡胶垫，两个所述旋钮橡胶垫的相对面贴合在所述试样的两侧，两个所述旋钮分别在两个所述旋钮旋转钢环内前后移动夹紧所述旋钮橡胶垫和所述试样。
11、优选的，所述支撑架的顶端固定连接有试样托举盘，且所述试样托举盘沿竖直中心线对称设置，所述试样托举盘的顶部粘接有托举盘橡胶垫，且所述托举盘橡胶垫和所述试样托举盘形状和大小一致，所述试样搭接在所述托举盘橡胶垫上，托举后的所述试样的中轴线和所述旋钮旋转钢环的中轴线位于同一直线上。
12、优选的，所述支撑架的底部连接有支座，所述支座上连接有小车轮。
13、如上所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置的测试方法，包括以下步骤，
14、步骤一：制作试样：首先利用切割机切割岩样为半圆盘试样，其次按照预定配比调配砂浆，将半圆盘试样置于亚克力模具中，倒入已经配好的砂浆，待完全固结后脱模，形成圆形的试样；之后对半圆盘试样的两圆端面进行抛光，并在二元材料的分界界面上用黑色记号笔加深轮廓；
15、步骤二：组装试样装载装置：首先将其中一个下装载固定架的底部焊接在支撑架上的顶部，之后利用第二螺栓和螺母将两个下装载固定架相连接，此时不需要过于拧紧螺栓螺母，需要给试样留有一定的空间；
16、步骤三：将试样放置于装载装置内：将试样置于托举盘橡胶垫上，调整试样的角度至界面轮廓线与地面平行，调整完毕后连接上装载固定架的螺栓螺母，将上下侧的螺栓螺母进一步拧紧，当拧到一定程度时将旋钮橡胶垫置于试样的前后两侧，调整位置，确保试样位于中心位置，随即进一步拧紧螺栓螺母，确保旋钮橡胶垫不会脱落即可；
17、步骤四：安装旋钮并转动试样至预定角度：首先，将带有角度指针的旋钮安装于带有角度盘的旋钮旋转钢环内，将另一个旋钮安装于对侧的旋钮旋转钢环内，之后将角度指针与界面轮廓线对齐，双手同时夹紧旋钮进行旋转，使旋钮夹紧并带动试样转动，达到预定的角度后将三组螺栓螺母拧紧，直至试样完全固定，松手并卸下旋钮；
18、步骤五：将装载装置放置于入射杆与透射杆之间并对准：利用带小车轮的支座缓慢移动整个装置与试样，直至试样夹于入射杆与透射杆之间，使试样的水平径线与入射杆、透射杆的轴心重合，并涂抹润滑剂润滑试样与入射杆、透射杆的接触部分；
19、步骤六：卸去试样装载装置：先拆卸上装载固定架和下装载固定架的上下侧螺栓螺母，之后拆卸带有角度盘的上装载固定架和可移动的一个下装载固定架，再卸下旋钮橡胶垫，最后转移带有小车轮的支座至安全场地；
20、步骤七：入射杆施加入射波与数据记录：实验员安全警告后启动发射装置，实验员记录入射杆的应变片接收到的第一次入射应变脉冲与应力波反射后的反射应变脉冲，记录透射杆上的应变片接收到的透射应变脉冲，记录示波器接收到的信号，至此实验结束。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
22、(1)本专利技术试样装载装置利用两个旋钮夹紧试样并旋转到指定角度，可实现精确地控制试样的旋转角度，即入射杆与透射杆同试样界面的角度，方便试样和入射杆与透射杆位置的对准，解决了当前利用两种不同材质制作的试样的加载角度难以准确控制的问题；(2)本专利技术试样装载装置方便组装和拆卸试样，利用橡胶垫减少试样损伤，提高巴西圆盘试样装载的装载效率，提高试验效率。
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1.一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：包括试样装载机构、试样(3)、入射杆(1)和透射杆(2)，所述试样(3)装载在所述试样装载机构上，所述试样(3)夹紧在所述入射杆(1)和透射杆(2)之间，所述入射杆(1)和所述透射杆(2)呈水平设置在所述试样装载机构的两侧，且所述入射杆(1)和所述透射杆(2)的轴线与所述试样(3)的中心重合。
2.根据权利要求1所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述试样装载机构包括支撑组件和角度调节组件，所述角度调节组件设置在所述支撑组件上；
3.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：两个所述上装载固定架(4)的顶部均开设有圆孔一，第一螺栓(8)穿过所述圆孔一并用螺母紧固，两个所述下装载固定架(7)均呈倒T字形，所述下装载固定架(7)的底部两侧均开设有圆孔二，第二螺栓(9)穿过所述圆孔二后再用螺母紧固。
4.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述角度调节组件包括旋钮(12)，两个所述旋钮旋转钢环(6)内均设置有旋钮(12)，所
5.根据权利要求4所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：位于前面的所述上装载固定架(4)的前壁体上连接有角度盘(5)，所述角度盘(5)呈半圆形，半圆形的所述角度盘(5)的直径端呈水平设置且与所述旋钮旋转钢环(6)的中心重合。
6.根据权利要求5所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述旋钮(12)的端部固定连接有旋钮把(13)，所述旋钮把(13)上设置有角度指针(14)，所述角度指针(14)指向所述角度盘(5)。
7.根据权利要求6所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：两个所述旋钮旋转钢环(6)相对的一端设置有旋钮橡胶垫(15)，两个所述旋钮橡胶垫(15)的相对面贴合在所述试样(3)的两侧，两个所述旋钮(12)分别在两个所述旋钮旋转钢环(6)内前后移动夹紧所述旋钮橡胶垫(15)和所述试样(3)。
8.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述支撑架(16)的顶端固定连接有试样托举盘(10)，且所述试样托举盘(10)沿竖直中心线对称设置，所述试样托举盘(10)的顶部粘接有托举盘橡胶垫(11)，且所述托举盘橡胶垫(11)和所述试样托举盘(10)形状和大小一致，所述试样(3)搭接在所述托举盘橡胶垫(11)上，托举后的所述试样(3)的中轴线和所述旋钮旋转钢环(6)的中轴线位于同一直线上。
9.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述支撑架(16)的底部连接有支座，所述支座上连接有小车轮(17)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤，
...【技术特征摘要】
1.一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：包括试样装载机构、试样(3)、入射杆(1)和透射杆(2)，所述试样(3)装载在所述试样装载机构上，所述试样(3)夹紧在所述入射杆(1)和透射杆(2)之间，所述入射杆(1)和所述透射杆(2)呈水平设置在所述试样装载机构的两侧，且所述入射杆(1)和所述透射杆(2)的轴线与所述试样(3)的中心重合。
2.根据权利要求1所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述试样装载机构包括支撑组件和角度调节组件，所述角度调节组件设置在所述支撑组件上；
3.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：两个所述上装载固定架(4)的顶部均开设有圆孔一，第一螺栓(8)穿过所述圆孔一并用螺母紧固，两个所述下装载固定架(7)均呈倒t字形，所述下装载固定架(7)的底部两侧均开设有圆孔二，第二螺栓(9)穿过所述圆孔二后再用螺母紧固。
4.根据权利要求2所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：所述角度调节组件包括旋钮(12)，两个所述旋钮旋转钢环(6)内均设置有旋钮(12)，所述旋钮旋转钢环(6)和所述旋钮(12)之间内嵌有滚珠(18)，且所述旋钮(12)和所述滚珠(18)转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于动态拉伸试验的试样装载装置，其特征在于：位于前面的所述上装载固定架(4)的前壁体上连接有角度盘(5)，所述角度盘(5)呈半圆形，半圆形的所述角度盘(5)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，徐浙栋，夏开文，吴帮标，姚伟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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