[实用新型]一种晶体剪切应力计动态标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种标定装置，特别是涉及一种动态标定晶体剪切应力计剪切系数的装置。

背景技术

现代动态加载实验是固体力学、材料力学实验中的重要组成部分。根据实验需求，动态剪切加载实验中需要选择不同的剪切应力计对剪切应力进行测试，其中晶体剪切应力计是比较重要的一种应力计。对晶体剪切应力计的动态标定是实验前的重要步骤。

目前，相对于静态标定而言，动态标定晶体剪切应力计在实验技术上存在难度，主要表现在如何可靠稳定的对被标定的晶体剪切应力计进行加载，如何准确测量施加到晶体剪切应力计上的动态载荷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种晶体剪切应力计动态标定装置，实现对晶体剪切应力计剪切系数的可靠标定。

本实用新型的技术方案是：晶体剪切应力计动态标定装置由撞击杆，加载入射杆、两块金属垫块、加载透射杆、应变片组成。撞击杆、加载入射杆和加载透射杆是直径相同的圆柱体；撞击杆的两端均为光滑平面，其中一端的光滑平面作为撞击面同轴撞击加载入射杆；加载入射杆的一端为光滑平面，该光滑平面是与撞击杆对应的被撞击面，加载入射杆的另一端呈L型缺口状，缺口两平面分别与加载入射杆中轴线垂直和平行，平行与中轴线的缺口平面上粘贴有与平面大小相同的金属垫块；加载透射杆的长度及两端形状与加载入射杆完全相同，并在与加载入射杆的相同位置处粘贴有相同的金属垫块；待标定的晶体剪切应力计粘贴于两金属垫块之间；应变片粘贴于加载透射杆轴向方向居中部位的表面上。

本实用新型可以取得以下有益效果：

本装置利用加载入射杆和透射杆为脉冲传播导杆，通过L型缺口和金属垫块的设计，将撞击杆撞击加载入射杆产生的压缩脉冲转化为对粘贴于L型缺口金属垫块之间的晶体剪切应力计的剪切加载，利用在加载透射杆表面上粘贴的应变片测试透过剪切应力计进入加载透射杆的压缩应力，进而获得施加在剪切应力计上剪切载荷的大小，实现对剪切系数的标定。本装置结构简单，可靠性好，可广泛应用于各种晶体剪切应力计的动态剪切系数标定。

附图说明

图1是本实用新型的装置结构示意图；

图2是L型缺口处的a-a₁界面的左视剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的组成包括，撞击杆1，加载入射杆2，加载透射杆3，应变片4，两块金属垫块5。应变片4用环氧胶粘贴于加载透射杆3的表面，待标定剪切应力计6用环氧胶粘贴于两块金属垫块5之间。加载入射杆2的一端呈L型缺口状，如图2所示。撞击杆1用于同轴撞击加载入射杆2产生加载脉冲。加载入射杆2作为波导杆将加载脉冲传递给金属垫块5和待标定的晶体剪切应力计6。

下面说明使用本实用新型装置进行晶体剪切应力计剪切系数动态标定的过程。

撞击杆1撞击加载入射杆2，向加载入射杆2传入一个压缩加载脉冲。压缩加载脉冲传过金属垫块5时，通过粘结剂将部分压缩脉冲转化为对粘贴于金属垫块之间的晶体剪切应力计6的纯剪切加载，另一部分压缩脉冲则反射回加载入射杆2。转化为纯剪切加载的压缩脉冲部分由粘贴于加载透射杆3上的应变片4测试得到，作用于晶体剪切应力计6上的剪切力F可以表示为：

F＝AEε_t          (公式一)

其中，A、E分别为加载透射杆3的横截面积与弹性模量，ε_t为应变片4测试得到的应变信号。而晶体剪切应力计6自身受到剪切力F后将输出电压ΔU，两者之存在关系：

F=ΔUd]]>(公式二)

其中，d为待标定剪切系数。

则由公式一和公式二式可得到晶体剪切应力计6剪切系数d的动态标定值为：

d=ΔUEϵtA]]>(公式三)

由此完成对剪切系数的动态标定。