[发明专利]一种稳压的霍普金森杆主动围压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种稳压的霍普金森杆主动围压装置，属于试验装置领域。

背景技术

目前，随着材料在高应变率、三维围压下动态力学性能研究的深入，迫切需要一种可行的试验装置。目前主要使用的试验装置是分离式霍普金森压杆及其配套的主动围压装置。主动围压装置是通过油泵将液压油泵入油室，然后通过橡胶隔层将压力作用在试件周围的液压装置，在试验过程中围压稳定性较差。国内已有适合37、75、100mm的霍普金森压杆主动围压装置。由于现有的主动围压装置采用左右开合方式，使得橡胶隔层更换困难，且导致需要密封的部位较多，增加了密封难度。此外，由于霍普金森压杆试验时间仅在几个ms内即可完成，作用过程瞬间结束，且试验时材料的较大变形会导致围压装置内液压油的体积变化，使得主动围压装置在试验过程中难以保持稳压。常用的解决方法是通过增大围压装置尺寸，减小试件体积变形对围压值的影响。但该方法受到以下两种因素的影响：1，已有的霍普金森压杆受到杆件与支座之间距离的影响，装置尺寸受到限制；2，围压装置尺寸的加大，将增加制作费用，增大密封难度，且稳压效果较差。

发明内容

本发明针对现有技术不足，在已有主动围压装置的基础上加以改进，提供一种结构简单，适用性强的稳压的液压主动围压装置。

本发明通过以下技术方案实现：

一种稳压的霍普金森压杆主动围压装置，包括围压装置，该围压装置包括液压油室以及设置在液压油室内的橡胶隔层，液压油室包括分体设置的上部件和下部件，上部件位于下部件的上方，且上部件与下部件密封连接；所述上部件设置有出油口、接口，下部件设置有进油口；接口通过高压油管与稳压装置连接，该稳压装置包括油缸以及设置在油缸内部的气蘘。

上下部件密封处采用O型橡胶密封件。

所述油缸顶部为圆弧状。

所述橡胶隔层通过卡环设置在下部件上。

所述围压装置为适合74mm分离式霍普金森压杆的主动围压装置。

与现有技术相比，本发明有益效果为：

1.       该围压装置结构简单、加工方便，拆卸简单，便于橡胶隔层更换，且上下部件仅一处密封，密封难度小。

2.       稳压原理是油缸的存在相当于增加了主动围压液压油室的体积，从而减小了体积变化对围压值的影响；气囊的存在一方面可以起到缓冲吸能作用，另一方面减小了油室内整体的体积模量，进一步减小体积变化对围压值的影响。

3.       稳压装置亦可应用到各尺寸、类型的液压主动围压装置中去，改装方便、适用性强。

附图说明

图1为稳压的主动围压装置示意图；

图2为围压装置上部件平面图；

图3为围压装置上部件立面图；

图4为围压装置下部件平面图；

图5为围压装置下部件立面图；

图6为围压装置下部件A-A剖面图（参看图4）。

图中：1，围压装置；2，稳压装置；3，橡胶隔层；4，液压油室；5，卡环；6，O型橡胶密封件；7，接口；8，进油口；9，出油口；10，高压油管；11，油缸；12，气囊；13，液压油；14，试件；15，入射杆；16，透射杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进一步阐述。

该项发明包括适合74mm霍普金森压杆的主动围压装置1和稳压装置2。围压装置1由橡胶隔层3、液压油室4、卡环5、O型橡胶密封件6等构成；稳压装置由高压油管10、油缸11、气囊12等组成。通过主动围压装置上的接口7与稳压装置连接，形成一个整体的密封油室，液压油室通过O型橡胶密封件密封，橡胶隔层通过卡环与油室连接，起到密封试件的作用。入射杆15、试件14、透射杆16也从下部件穿过，出油口9、进油口8分别位于围压装置上、下部件的顶端，接口位于围压上部件的侧面。利用液压泵将液压油13泵入液压油室中，通过出油口将围压装置和稳压装置内的气体排出，等到出油口有油溢出时，关闭出油口，继续泵入液压油，待达到所需压力值时，关闭进油口，即可进行试验。在试验过程中，试件受到冲击产生径向变形，使得液压油室内的液压油体积发生变化，而该变化量将通过高压油管传送到油缸内，进而由油缸内的气囊吸收能量，同时起到缓冲作用，待液压油室和油缸内压力重新平衡时，试验已经结束，即保证了冲击过程中试件径向围压值不变，起到稳压作用。

各图中标注尺寸的单位均为mm，稳压装置具体加工尺寸可以根据需要和实际情况调节，但是出于安全性和实用性的考虑，建议油缸壁厚不小于10mm，高压油管内径不小于10mm。