[发明专利]一种霍普金森拉压一体试验装置

说明书

本发明公开了一种霍普金森拉压一体试验装置，包括发射装置、入射杆、压缩透射杆、拉伸透射杆、缓冲装置、转接头和信号处理系统。试验前将转接头与带外螺纹端的入射杆螺纹连接，将发射装置中的进气软管插入入射杆的进气孔中，在进行动态压缩试验时，将试件夹持在入射杆与压缩透射杆之间，通过发射装置产生气压差推动放置于入射杆空腔中的子弹撞击入射杆，产生的入射脉冲对试件进行动态压缩加载，在进行动态拉伸试验时，将两端带有外螺纹的试件与拉伸透射杆和转接头上的内螺纹进行螺纹连接，通过发射装置产生气压差推动放置于入射杆空腔中的子弹撞击入射杆，利用产生的脉冲对试件进行动态拉伸加载。每次试验结束后可利用环形电磁铁产生的磁力将子弹回归初始发射位置。本发明操作方便，可靠性好，能显著提高实验效率。

技术领域

本发明适用于材料动态力学性能测试领域，尤其涉及一种霍普金森拉压一体试验装置。

背景技术

随着目前结构在服役过程中受到的冲击、爆炸等动荷载日益增多，人们愈加关注材料的动态力学行为。自1949年Kolsky发明分离式霍普金森杆试验装置以来，该装置在材料动态力学性能的测试方面已得到广泛的应用。目前人们在研究材料的动态压缩性能时常采用分离式霍普金森压杆系统试验装置，在研究材料的动态拉伸力学性能时常采用分离式霍普金森拉杆系统试验装置。由于分离式霍普金森压杆系统试验装置和分离式霍普金森压杆系统试验装置在子弹形状、发射装置、试件夹持方式等方面有较大差别，因此如果想要同时研究材料的动态压缩和动态拉伸性能，就需要两套独立的设备来进行相应的试验，同时由于单个霍普金森试验装置需要较大的占地面积，这就同时带来了资金和实验室用地两方面的困难。

如果能够在一套设备上实现动态压缩和动态拉伸的加载，将大大节约实验室用地和资金。专利文献“霍普金森拉压一体实验装置”（申请号：201310530591.9）公开了一种霍普金森拉压一体实验装置，但该装置在单次试验进行完毕后需要手动将子弹回复原位，造成了实验操作费时费力；专利文献“霍普金森拉压一体实验装置”（申请号：201410209073.1）公开了一种霍普金森拉压一体试验装置，但该装置在进行压缩试验时需要将实验转接头螺纹连接到拉伸端实验杆和压缩端实验杆的相邻端，在进行拉伸实验时又需要将实验转接头旋下，使得实际操作过程较为繁琐，同时在进行动态拉伸试验和动态压缩试验时需要分别用不同的发射装置发射子弹，使得整个装置成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种霍普金森拉压一体试验装置，同时利用同一个发射装置即可完成动态压缩试验和动态拉伸试验，整个试验装置的成本较低。实现本发明目的的技术解决方案为：

一种霍普金森拉压一体试验装置，包括发射装置、入射杆、压缩透射杆、拉伸透射杆、转接头和信号处理系统；

所述入射杆包括入射杆杆体和子弹；入射杆杆体为长圆柱体，入射杆杆体的一端为转接头连接端，另一端为动态压缩试验的作用端；

入射杆杆体从转接头连接端开始向动态压缩试验的作用端一定长度范围内设有圆柱形中空腔体，在此长度范围外为实心圆柱体，所述子弹处在所述中空腔体中；在转接头连接端一定范围内设有外螺纹，供与转接头螺纹连接，在入射杆杆体设有圆柱形中空腔体的长度范围内在子弹的初始位之前设置有进气孔，在圆柱形中空腔体的子弹行程末端设置有泄气孔；

所述入射杆杆体对于子弹初始位还设有限位结构；

以子弹射出方向为前，所述转接头包括后套管、前套管和中间的隔板，前套管内具有和入射杆杆体连接的内螺纹，后套管内具有和拉伸试件连接的内螺纹。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可同时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：

所述入射杆还包括电磁铁、及电磁铁的电流控制装置；所述电磁铁处在进气孔与限位结构之间并紧靠限位结构，所述电磁铁的中间设有供气体通过的孔洞。

无论是动态压缩试验还是动态拉伸试验，都能够在单次试验完毕后实现子弹的自动复位。