[发明专利]一种自检验式动态压剪应力计

说明书

技术领域

本发明涉及一种复杂应力状态下的动态力学性能的测试计，尤其涉及一种自检验式动态压剪应力计。

背景技术

复杂应力状态下的动态力学性能的研究对于科学研究和工程应用都有着重要的作用。研究复杂应力状态下的动态力学性能能够更准确地研究材料的力学性能机理，也是研究材料本构关系的非常必要且必须的手段。压应力和剪应力是复杂应力状态下材料受力状态中的主要部分。

现有技术中的测试技术主要进行冲击压力的测试。唐志平等发展的双磁场粒子速度计，实现了冲击压力和剪切强度的测试，但仅适用于磁不敏感材料，且存在分析结果的不确定性；卢芳云等采用铌酸锂压力计进行了动态剪应力的测量。

中国专利ZL201110451900.4实现了动态下的压应力和剪应力的测试，但实际应用中发现：在冲击实验测试中存在两个缺点：

(1)压剪应力计具有较大的厚度，增加了波形测量的误差；(2)测试结果的精度和可靠性不易考核。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以同时测量动态下材料所受的压应力和剪应力，并对测试结果具有自检验能力的自检验式动态压剪应力计。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的自检验式动态压剪应力计，包括三片石英晶体薄片拼装而成的整体薄片，三片石英晶体薄片用两片导电金属薄片包裹，每片石英晶体薄片的两表面分别设有铜箔作为电荷导出极，相邻两片石英晶体薄片之间绝缘处理，石英晶体薄片与导电金属薄片之间绝缘处理。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的自检验式动态压剪应力计，由于包括三片石英晶体薄片拼装而成的整体薄片，三片石英晶体薄片用两片导电金属薄片包裹，每片石英晶体薄片的两表面分别设有铜箔作为电荷导出极，相邻两片石英晶体薄片之间绝缘处理，石英晶体薄片与导电金属薄片之间绝缘处理。可以同时测量动态下材料所受的压应力和剪应力，并对测试结果具有自检验能力。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的自检验式动态压剪应力计的侧面结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的自检验式动态压剪应力计的正面结构示意图；

图2为本发明实施例中三种X切石英晶体薄片；

图3为自检验式动态压剪应力计在Hopkinson压杆正撞击标定实验中的安装图；

图4为自检验式动态压剪应力计在Hopkinson压杆斜撞击标定实验中的安装图；

图5为自检验式动态压剪应力计在Hopkinson压杆实验中的安装图；

图6为自检验式动态压剪应力计在轻气炮平板撞击试验中的安装图。

图中标示名称：

1,2,3-石英晶体薄片；4,5-金属薄片；6,7,8,9,10,11-铜箔；12-使用时箭头方向朝上；

21-子弹，22-入射杆，23-自检验式动态压剪应力计，24-透射杆，25-样品，26-弹托，27-飞片。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的自检验式动态压剪应力计，其较佳的具体实施方式是：

包括三片石英晶体薄片拼装而成的整体薄片，三片石英晶体薄片用两片导电金属薄片包裹，每片石英晶体薄片的两表面分别设有铜箔作为电荷导出极，相邻两片石英晶体薄片之间绝缘处理，石英晶体薄片与导电金属薄片之间绝缘处理。

所述三片石英晶体薄片都是角度为120度的扇形薄片，拼装成圆形薄片。

所述三片石英晶体薄片分别为0°X切型、30°X切型和60°X切型，切型标准按照IEEE标准。

所述两片金属薄片中至少一片金属薄片的边缘做成槽型扣在所述石英晶体薄片的边缘。

本发明的自检验式动态压剪应力计，利用压电晶体压电系数的各向异性特性，用三片不同切向的压电晶体进行组合，以同时测试复杂动态加载过程的冲击压应力和冲击剪应力；其中两片压电晶体能够同时测出压应力和剪应力，而第三片压电晶体具有检验结果的功能。

本发明能适应冲击波的测试，可将测试计的厚度减小一半，而且具有自检验功能。能同时进行复杂应力状态下的动态压应力和剪应力的测试。

具体实施例：