[发明专利]真三轴霍普金森压杆的定位对中系统及方法

说明书

本发明提供了一种真三轴霍普金森压杆的定位对中系统及方法，定位导向对中盒为立方体，定位导向对中盒的六个面预留方孔，六个面上方孔的尺寸与霍普金森杆的方形杆的尺寸一致；定位导向对中盒的内腔尺寸与立方体试样尺寸一致，定位导向对中盒设计为对称的四部分。方法为：步骤1：组装定位导向对中盒，步骤2：随即将定位导向对中盒安置于中心立方体方箱的正中心位置，步骤3：利用红外激光测量仪辅助实现三轴六向压杆快速精确对准。定位导向装置盒和立方体方箱的结构设计可以确保岩石和混凝土等测试材料的快速精准定位对中安装。真三轴霍普金森压杆的定位对中方法中，红外激光测量仪辅助安装系统确保三轴六向压杆快速对准。

技术领域

本发明涉及岩石、混凝土等材料动态力学特性测试领域，尤其涉及真三轴动静组合加载霍普金森杆的精准定位对中装置及方法。

背景技术

目前，国内外对岩石和混凝土等材料的动态力学特性的研究主要采用基于霍普金森杆系统的动态冲击实验研究。专利号为201620574575.9的实用新型提供了一种基于真三轴静载的岩石霍普金森冲击加载实验装置，该装置虽然能够实现岩石静态真三轴预加静态压力，但是该实用新型专利并未解决岩石试样安装时的精准定位对中问题。

基于真三轴静载的霍普金森冲击加载实验装置可以反映工程实际中的真三轴应力状态。然而精准定位对中是试验系统的核心，专利号为201620574575.9的实用新型霍普金森杆系统中的定位中心支架无法达到精准定位对中的试验效果，不仅使得试样安装过程繁琐，而且不利于保证测试精度及结果的可重复性；另外，由于真三轴压杆对中不精确可靠，容易导致压杆和测试试样的对中产生偏心，从而在高幅值动态冲击加载过程中容易导致压杆和测试试样之间因产生偏心力矩作用而损伤压杆并且导致测试结果不可靠。

发明内容

本专利发明的目的是介绍一种精准定位对中装置以确保试样可以精准快速定位安装，使试验结果更加精确可靠。

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种真三轴霍普金森压杆的定位对中系统，定位导向对中盒为立方体，定位导向对中盒的六个面预留方孔，六个面上方孔的尺寸与霍普金森杆的方形杆的尺寸一致；定位导向对中盒的内腔尺寸与立方体试样尺寸一致，定位导向对中盒设计为对称的四部分。

作为本发明的进一步改进，定位导向对中盒的六个面预留圆孔，圆孔的尺寸与螺杆尺寸一致，所述四部分之间通过螺杆和螺母连接起来，用于将可拆分的定位导向对中盒组合成为整体结构以及用于将定位导向对中盒快速且准确的安置于中心立方体方箱的正中心位置。

一种真三轴霍普金森压杆的定位对中系统进行定位的方法，包括如下步骤：

步骤1：组装定位导向对中盒，先将定位导向对中盒的下面两部分连接起来，然后将第三部分装入，随后将下面两部分和上面第三部分连接起来，然后装入立方体试样，再将最后一部分安装上去，固定连接，形成完整的定位对中装置；

步骤2：安装定位导向对中盒垫块，先将可拆卸的垫块放置在中心立方体方箱底面正中央，随后用螺栓通过垫块螺栓定位孔将垫块固定在中心立方体方箱底面正中央，以便为快速且精准的将定位导向对中盒安置于中心立方体方箱正中心位置提供辅助平台；

步骤3：待所述步骤2安装后，将步骤1所述定位导向对中盒放置于所述步骤2的垫块上表面中心位置，随后用螺栓通过定位导向对中盒螺栓定位孔将定位导向对中盒固定在垫块上表面正中心位置，从而使定位导向对中盒快速且精确的安置于中心立方体方箱的正中心位置，并与中心立方体方箱的各侧面用于安装方形杆的方孔完全对中和对齐，然后沿中心立方体方箱和对中盒的X、Y、Z方向方孔两侧分别放置方形杆，至此，完成快速精准定位对中步骤；