[实用新型]一种适用于多尺寸试件的分离式霍普金森压杆定位装置

说明书

本实用新型公开了一种适用于多尺寸试件的分离式霍普金森压杆定位装置，其结构包括可拆卸式夹持装置及侧边定位件。所述的可拆卸式夹持装置由上侧套筒、下侧套筒组成，上侧套筒与下侧套筒的一边通过活页铰链连接成为整体，在使用时将其安装在入射杆与试件接触的末端，在另一边利用螺栓对上下侧套筒进行固定。所述的侧边定位件放置在下侧套筒上，利用侧边定位件的曲面定位试件的位置，确保试件中心与入射杆及透射杆的中心在一条直线上。本实用新型结构简单，能够实现试件的准确定位，同时针对不同尺寸的试件有相应的侧边定位件与之匹配，具有很强的适用性。同时其结构便于安装与拆卸，操作简单方便。

技术领域

本实用新型涉及材料的动态力学性能测试研究领域，具体涉及一种适用于多尺寸试件的分离式霍普金森压杆定位装置。

背景技术

在解决许多工程技术和军事技术上的实际问题时,人们经常会遇到各种冲击、爆炸等动态荷载的问题，大部分材料在动态荷载下的力学响应与静荷载有很大的区别。为了进一步研究材料在动态荷载下的力学响应，人们从19世纪开始进行了一系列动态加载仪器的设计与改进工作。

J.Hopkinson 1872年利用铁丝和落锤完成了第一个冲击拉伸试验，1914年，B.Hopkinson采用Hopkinson压杆来测定炸药爆炸或子弹射击杆端时的压力-时 间关系。1949年，Kolsky首先把Hopkinson压杆变成分离式并用来研究材料在高应变率下的动态力学行为。随后分离式霍普金森压杆(SHPB)被广泛的应用到材料动态性能的测试实验中。

目前人们广泛使用的霍普金森压杆实验系统由子弹发射装置、波形整形器、入射杆、透射杆、缓冲器（一般为缓冲透射杆或阻尼装置等）、波形放大器、及数字示波器等组成，在进行材料冲击压缩实验时，试件被夹持在入射杆与透射杆之间，随后发射装置在一定的打击气压下将打击子弹发射，与入射杆端面撞击产生相应的入射波，入射波行进至入射杆与试件的端面时由于阻抗的不同而产生反射波，在试件与透射杆的端面产生透射波。入射波、反射波与透射波经粘贴在入射杆与透射杆上的应变片及导线传入数字示波器中。

采用霍普金森压杆测试试件的冲击压缩性能时必须符合一维应力波假定及试件两端面应力平衡的假定，否则试验结果将不能准确反映试件的动态力学性能。

分离式霍普金森杆实验技术现在已被公认为是研究中高应变率下材料力学性能的最主要、可靠的实验方法，利用霍普金森杆能够模拟出类似现场的应变率条件，其应用领域也从最初的金属金属材料拓展到现场测量岩石、混凝土、陶瓷、高聚物、复合材料等一系列新材料。

但现有的分离式霍普金森压杆系统在实际操作过程中存在以下不足：

1.现有的分离式霍普金森杆在试件放置在入射杆与透射杆之间后没有相应的支撑装置，由于试件端部通常会涂抹凡士林等润滑剂来减少端部摩擦对测量结果的影响，因此试件有可能在开始试验之前从入射杆与透射杆之间滑落，造成试件的损坏。

2.当待测试件的直径与霍普金森压杆的直径不相同时，无法准确的实现试件中心与霍普金森压杆中心的同轴放置，在进行冲击试验时容易导致压杆的弯曲，影响一维应力波传播的假定，为试验波形的测量带来误差，降低了试验的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、适用范围广的一种适用于多尺寸试件的分离式霍普金森压杆定位装置，以克服现有的分离式霍普金森压杆试验装置无法为夹持在入射杆与透射杆之间的试件提供可靠的支撑，同时无法实现试件中心与压杆中心同轴精确定位放置的问题，

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：