[实用新型]一种气动动态拉伸性能测试设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料性能测试领域，尤其涉及材料动态力学性能测试领域。

背景技术

材料动态力学性能，包括压缩和拉伸两种力学性能。测试材料动态压缩力学性能通常使用霍普金森(Hopkison)压杆测试装置。其结构和原理见图1。被测试件4固定于输入杆3和输出杆5之间。由气动子弹发射缸1发射瞬时高压气体推动子弹2打击输入杆3，在输入杆3内产生入射压缩应力波并由应变片7记录应变ε_i。应力波压缩被测试件4后产生反射应力波和透射应力波，分别由输入杆应变片7和输出杆应变片8记录为ε_r和ε_t。根据ε_r和ε_t可获得试件4上的应力—应变关系：

σ = E 0 A 0 A s ϵ t - - - ( 1 ) ]]>

ϵ = - 2 c 0 l s ∫ 0 t ϵ r dt = - 2 c 0 l s ∫ 0 t ( ϵ i - ϵ t ) dt - - - ( 2 ) ]]>

其中，σ为被测试件4上的应力，ε为被测试件4上的压缩应变，E₀为输出杆5的弹性模量，A₀为输出杆5的横截面积，A_s为试件4的横截面积，c₀为输入杆3的声速，l_s为试件4的长度。被测试件4上的应力—应变关系即代表材料动态压缩力学性能。

测试材料的动态拉伸性能要比测试动态压缩力学性能更困难。现有的动态拉伸测试装置分为机械驱动和高压气体驱动。高压气体驱动是在上述气动Hopkinson压杆测试装置上改进而成的，分为气动反射拉伸装置和气动直接拉伸装置。

气动反射拉伸装置由于试件在拉伸前先经过一次压缩波的压缩(虽然有肩套支承作用)，试件螺纹压缩—拉伸对测试波形影响较大，很难获得较好的测试结果。