[发明专利]一种SHPB整形器加噪装置及损伤分析方法

权利要求书

1.一种SHPB整形器加噪装置，其特征在于：包括设置于真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)与高压气炮(3)之间的装置本体(1)；所述装置本体(1)为钢制圆柱形封闭腔体结构，所述装置本体(1)的内腔中设置若干个不同粒径的钢珠(5)；所述装置本体(1)的一端与高压气炮(3)抵接，另一端通过橡胶垫片(4)与真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)抵接。

2.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置，其特征在于：所述装置本体(1)中钢珠(5)的粒径范围为5～30mm，通过控制钢珠(5)不同粒径所占的比例得到不同的颗粒级配D。

3.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置，其特征在于：所述装置本体(1)的长度L_钢与试验装置总长度L_总的比值为不耦合系数通过改变不耦合系数对入射波进行不同程度的加噪处理，使入射波获得更多的高频和低频频段。

4.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置，其特征在于：所述橡胶垫片(4)与装置本体(1)、真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)的接触面均用凡士林涂抹保证贴合。

5.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置，其特征在于：所述钢珠(5)的粒径为五种，分别为5mm、10mm、15mm、20mm、30mm。

6.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置，其特征在于：所述钢珠(5)的体积为装置本体(1)内腔容积的1/10～1/9。

7.一种SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1～6中任一项所述的SHPB整形器加噪装置实现，包括如下步骤；

1)在真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)与高压气炮(3)之间安装装置本体(1)；

2)放置试样，启动霍普金森杆冲击系统，进行冲击试验，利用高压气炮(3)中的高压气体驱动撞击杆撞击装置本体(1)及入射杆(2)，力和冲击波作用透过试样传递到透射杆上，透射杆与吸收杆相撞，利用吸收杆吸收剩余能量，由数据采集系统记录入射杆(2)、透射杆上应变片所测的应变信号；

3)入射杆(2)受到的力和冲击波作用到试样上，试样在力和冲击波作用下产生变形和破碎；

4)撞击结束后通过入射杆(2)与透射杆上的应变片得到入射波和透射波，再利用Matlab中的小波工具箱对这两个波进行小波变换处理，分析入射波和透射波各对应频段的幅值差异，进而分析出式样内部裂隙的情况。

8.根据权利要求7所述的SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法，其特征在于：通过控制装置本体(1)内钢珠(5)不同粒径所占的比例得到不同的颗粒级配D，通过不均匀系数以及曲率系数来表示级配情况，不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况，Cu越大表示钢珠粒径大小的分布范围越大，其中小于一种粒径的钢珠质量累计百分数小于或等于10％时，相应的粒径称为有效粒径d₁₀；小于一种粒径的钢珠质量累计百分数小于或等于30％时的粒径用d₃₀表示；当小于一种粒径的钢珠质量累计百分数小于或等于60％时，该粒径称为限定粒径用d₆₀表示；当Cu＜5时级配不良，即钢珠粒径分布范围较窄；同时考虑累积曲线的整体形状，引入参考曲率系数Cc值；同时满足Cu≥5和Cc＝1～3两个条件时，则为级配良好。

9.根据权利要求7所述的SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法，其特征在于：通过改变不耦合系数S对入射波进行不同程度的加噪处理，使入射波获得更多的高频和低频频段，

所述不耦合系数L_钢为装置本体(1)的长度与L_总为试验装置总长度。