[发明专利]测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置及测试方法

权利要求书

1.一种利用测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置对材料进行动态拉伸/压缩测试的方法，所述测试材料拉伸/压缩高应变率力学性能的装置包括炮管(1)、撞击杆(2)、拉伸透射杆(7)、拉伸入射杆(8)和两个应变片(6)；其特征在于还包括侧压杆(14)、人字型转接件(15)、梯型转接件(16)、滑动约束件(17)和拉\压转接头(18)；人字型转接件(15)与梯型转接件(16)之间设有上下两根侧压杆(14)，人字型转接件(15)与两根侧压杆(14)的连接端面实现广义波阻抗匹配，由一滑动约束件(17)约束；拉伸透射杆(7)与拉伸入射杆(8)之间为被测试件，一并置于两根侧压杆(14)中，拉伸入射杆(8)的一端与梯型转接件(16)连接；两个应变片(6)分别设于拉伸透射杆(7)和拉伸入射杆(8)上；所述人字型转接件(15)与撞击杆(2)同轴且广义波阻抗和撞击杆(2)匹配或撞击杆广义波阻抗低于人字型转接件(15)；

对材料进行动态拉伸测试的方法，步骤如下：

步骤1：将拉伸试样(11)通过螺纹和拉伸入射杆(8)与拉伸透射杆(7)连接起来，一并置于两根侧压杆(14)中；

步骤2：控制气压推动撞击杆(2)撞击人字型转接件(15)的左端进行冲击加载，加载应力波沿侧压杆(14)传至侧压杆(14)右端，通过梯型转接件(16)对拉伸入射杆(8)施加拉伸加载从而产生拉伸入射脉冲；

步骤3：产生的拉伸入射脉冲通过拉伸入射杆(8)加载至拉伸试样(11)上，一部分入射脉冲在拉伸入射杆(8)左端面形成反射脉冲并向拉伸入射杆(8)右端传输，另一部分则进入拉伸透射杆(7)形成透射脉冲；

步骤4：利用位于拉伸入射杆(8)和拉伸透射杆(7)表面的两个应变片(6)记录脉冲，利用一维弹性应力波理论和Hopkinson压杆原理，即可将得到的脉冲信号转化为应力-应变曲线；

对材料进行动态压缩测试的方法为，将人字型转接件(15)和梯型转接件(16)移开或取除，在拉伸入射杆(8)和拉伸透射杆(7)连接被测试件端面的螺纹孔内分别拧入拉/压转接头(18)，使得两个端面为平面，拉/压转接头(18)内为进行动态压缩测试的被测试件；在动态压缩测试时，拉伸入射杆(8)为压缩透射杆(20)，拉伸透射杆(7)为压缩入射杆(19)；

对材料进行动态压缩测试的方法，步骤如下：

步骤1：将拉/压转接头(18)拧入拉伸入射杆(8)和拉伸透射杆(7)端面的螺纹孔内，使其和试样接触的端面变的平整光洁；

步骤2：控制气压推动撞击杆(2)撞击加装拉/压转接头(18)后压缩入射杆(19)的左端进行冲击加载，加载应力波沿压缩入射杆(19)传至压缩试样(4)，一部分入射脉冲在压缩入射杆(19)右端面形成反射脉冲并向压缩入射杆(19)左端传输，另一部分则进入压缩透射杆(20)形成透射脉冲；

步骤3：利用位于压缩透射杆(20)和压缩入射杆(19)表面的两个应变片(6)记录脉冲，利用一维弹性应力波理论和Hopkinson压杆原理，即将得到的脉冲信号转化为应力-应变曲线。