[实用新型]一种应用于霍普金森压杆的辅助装置

说明书

本实用新型公开了一种应用于霍普金森压杆的辅助装置，包括支座、防护箱、试件支撑装置及收集装置四部分。其中收集装置在进行冲击压缩试验时用于收集试件冲击破坏后的碎片，试件支撑装置在进行层裂试验时用于支撑较长尺寸的试件，防止其在实验前后跌落，防护箱包括I型防护箱及II型防护箱，分别用于冲击压缩试验及层裂试验的防护，可有效避免试件产生的弹射碎片对试验人员造成伤害，支座包括前段支座及后段支座，在进行冲击压缩试验试验时可单独使用前段支座，进行层裂试验时可将前、后段支座通过凸缘及连接件拼接成为一体后使用。本实用新型可安装在不同尺寸的工字型截面导轨上，并同时适用于冲击压缩试验及层裂试验的防护、支撑与收集，有很强的适用性。

技术领域

本实用新型涉及材料在高应变率下动态力学行为试验装置领域，具体涉及一种应用于霍普金森压杆的辅助装置。

背景技术

自1949年Kolsky首先采用分离式Hopkinson压杆来研究材料在高应变率下的动态力学行为后，由于其试验装置结构较为简单，操作方便，能够根据打击气压的不同来调整相应的应变率，分离式霍普金森压杆装置已经被广泛的应用到材料的动态力学行为研究领域中。同时采用SHPB技术时入射杆和透射杆始终处于弹性状态，在冲击加载的同时进行动态测量，可以忽略应变率效应，另外当试件足够短、波速足够快时，可以将试件视为均匀变形状态，从而忽略应力波效应只计应变率效应，因为SHPB实验技术将应力波效应与应变率效应巧妙的进行解耦，为研究材料的动态力学行为提供了可靠的理论基础。

目前分离式霍普金森压杆主要用来进行材料的冲击压缩试验及层裂试验。当进行冲击压缩试验时，将短试样夹持在入射杆与透射杆之间，利用气枪驱动子弹使其产生一定的初速度，对入射杆的一端进行撞击，产生的入射压缩应力波使得试件高度变形，同时在入射杆中产生反射波，在透射杆中传播透射波。利用转帖在入射杆和透射杆上的应变片记录这些应力波信息，经过系统处理后可以对试件的动态力学性能进行分析。当进行层裂试验时，一般选择合适的撞击杆和试件的长度，并在试件上直接粘贴应变片，通过应变片直接记录拉伸应变的最大值,根据材料的线弹性假设,用拉伸应变最大值与弹性模量计算材料的层裂强度。

采用分离式霍普金森压杆对脆性材料进行冲击压缩或层裂试验时，在高应变率情况下试件往往会产生大量弹射碎片，一方面会对人员安全造成威胁，另一方面会造成碎片收集的困难。同时在进行层裂试验时还存在较长的试件容易下滑或脱落，不易支撑的问题，另外在试件上粘贴应变片后需要相应的导线穿过防护装置与外界进行连接。同时目前尚未有能够同时应用于冲击压缩试验及层裂试验防护装置。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种应用于霍普金森压杆的辅助装置，该装置安装拆卸方便，适用性强，能够同时解决冲击压缩试验中的防护、碎片收集和层裂试验的支撑、防护问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于霍普金森压杆的辅助装置，包括支座、防护箱、试件支撑装置及收集装置四部分；所述的防护箱包括I型防护箱及II型防护箱，所述的支座包括前段支座及后段支座，所述前段支座及后段支座可拆式连接，所述前段支座用于冲击压缩试验，所述前段支座和后段支座的连接体用于层裂试验，所述I型防护箱的长度和前段支座适配，用于冲击压缩试验的防护，所述II型防护箱的长度和后段支座适配，所述I型防护箱和II型防护箱的组合用于层裂试验的防护。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：

所述的前段支座、后段支座、I型防护箱、II型防护箱的材料均为有机玻璃等无色透明材质，在试验时可通过在侧面放置高速摄像机拍摄试件破坏的全过程所述的前段支座前端面设有供入射杆通过的下半圆孔洞，后端面为可拆卸式挡板，通过凹槽与前段支座主体进行拼接，可拆卸式挡板设有供透射杆通过的下半圆孔洞，前段支座下端面设有两条滑槽，两侧面分别设有凸缘，用于与后段支座进行连接。