[实用新型]高温高应变率拉伸同步实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别是涉及一种高温高应变率拉伸同步实验装置。 

背景技术

参照图1、图2，文献“S.Nemat-Nasser，J.B.Isaacs，and J.E.Starrett，Hopkinson Techniques for DynamicRecovery Experiments，Proc.R.Soc.(London)A[J]，435(1991)371-391”和“S.Nemat-Nasser，Recovery Hopkinson Bar Techniques，Mechanical Test and Evaluation，Vol.8ASM Handbook，American Society for Metals，2000，P.1068-1073”公开了一种对材料实现高应变率拉伸性能测试的拉伸实验装置。该装置包括能量吸收器1、能量传递杆2、加载法兰3、撞击管4、发射阀5、冲击气室6、入射杆7、拉伸试样8和透射杆9。其中能量吸收器1、能量传递杆2、冲击气室6、入射杆7和透射杆9均放置在平台上。发射阀5与冲击气室6通过气管连接；能量传递杆2、入射杆7、透射杆9均为圆柱形杆；撞击管4为管状短杆，套在入射杆7上，并沿入射杆7可以自由滑动，整个入射杆7贯穿冲击气室6；入射杆7与撞击管4碰撞部位设计为加载法兰3；能量传递杆2与加载法兰3均在轴心部位存在小孔，在小孔中放置一长约3cm笔直细铁棒，使二者同轴；能量传递杆2、加载法兰3、撞击管4、入射杆7和透射杆9是由相同材料加工而成（如都是18Ni或者都是Ti）。拉伸试样8两端带有螺纹，并与入射杆7和透射杆9通过螺纹连接。撞击管4套在入射杆7上，并沿入射杆7可以自由滑动，整个入射杆7贯穿冲击气室6。 

进行拉伸实验时，先将拉伸试样8与入射杆7和透射杆9通过螺纹连接，再将撞击管4推入冲击气室6。通过对冲击气室6加到预定压力，这时打开发射阀5，撞击管4会被高速推向加载法兰3，通过撞击加载法兰3在入射杆7中产生一拉伸应变波，此波通过入射杆7传递到拉伸试样8并对拉伸试样8加载，通过对入射杆7和透射杆9的应变波脉冲计算，可以得到拉伸试样8的动态应力应变曲线。 

文献公开的装置可以进行常温（室温）下材料的动态性能测试，但不能进行高温下材料的动态性能测试。原因是：（1）如果直接对试样加高温，由于拉伸试样8通过螺纹直接与入射杆7和透射杆9固连，会使与试样连接的入射杆7和透射杆9的局部温度升高，导致入射杆7和透射杆9的弹性模量和强度等性能下降，而且杆中波速发生变化，无法通过入射杆7和透射杆9的应变波脉冲准确计算拉伸试样8动态应力应 变曲线；（2）如果选择耐高温的入射杆7和透射杆9，由于拉伸试样8通过螺纹直接与入射杆7和透射杆9固连，试样温度很快沿杆子传递，也很难对试样加高温；（3）无论选用何种金属的入射杆7和透射杆9，其弹性模量在温度超过大约250°C后会迅速下降。 

发明内容

为了克服现有的拉伸实验装置不能测试材料在高温下高应变率的拉伸性能的问题，本实用新型提供一种高温高应变率拉伸同步实验装置。该装置将拉伸试样的端头设计成凸沿台形式，与拉伸试样连接的拉杆的端头设计成楔形槽形式，通过两者的配合在联动发射阀组的控制下实现高温同步，可以实现对材料高温高应变率性能的测试。