[发明专利]一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统

权利要求书

1.一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：由X、Y、Z三个方向施加静载荷的静载压力装置、X方向施加动载的动载装置和瞬间卸载跌落装置构成；所述的静载压力装置包括XZ轴油缸座（1）、安装在XZ轴油缸座上的Z轴上油缸（2）和固定在XZ轴油缸座上的Z轴上负荷传感器（3）；所述的X方向的动载装置由X轴右油缸（4）、安装在X轴右油缸（4）上的透射杆（6）、X轴左油缸（11）、从X轴左油缸（11）中穿过的入射杆（12）、冲击杆（13）、导向管（14）和气室（15）构成；瞬间卸载跌落装置由驱动油缸（34）、安装在驱动油缸（34）中的驱动杆（35）、固定在XZ轴油缸座（1）上的固定部件（36）、安装在固定部件（36）上的固定轴（42）、安装在固定轴（42）并可绕固定轴（42）转动的连接杆（37）和从连接杆（37）中穿过的跌落杆（33）；所述的气室（15）、导向管（14）、冲击杆（13）、入射杆（12）顺序连接，导向管（14）端部插入所述的冲击杆（13）。

2.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：X轴采用在XZ油缸座（1）左右两侧分别穿过一个中空式双活塞杆伺服缸、一个中空式单活塞伺服缸，即X轴左油缸（11）和X轴右油缸（4），在X轴左油缸（11）、X轴右油缸（4）中分别穿过入射杆（12）、透射杆（6）的结构；冲击杆（13）冲击入射杆（12）产生应力波，产生的应力波先传递到试样上，再经过试样传递给透射杆（6）。

3.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：Y轴采用从Y轴前油缸座（20）和Y轴后油缸座（28）中分别穿过一个单活塞高频响伺服缸，即Y轴前油缸（21）和Y轴后油缸（27），瞬间卸载跌落装置中的驱动油缸（34），及与Y轴前油缸座（20）和Y轴后油缸座（28）相连的四根横柱（24）的结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：Z轴采用从XZ油缸座（1）中穿过的两个单活塞高频响伺服缸即Z轴上油缸（2）和Z轴下油缸（7）的结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：所述X轴左油缸（11）、X轴右油缸（4）上分别安装有X轴左磁致伸缩传感器（10）、X轴右磁致伸缩传感器（5），用于精确测量X轴压头移动位置；所述Y轴前油缸（21）、Y轴后油缸（27）上分别安装有Y前磁致伸缩传感器（19）、Y轴后磁致伸缩传感器（29），用于精确测量Y轴压头移动位置；所述Z轴上油缸（2）、Z轴下油缸（7）上分别安装有Z轴上磁致伸缩传感器（40）、Z轴下磁致伸缩传感器（39），用于精确测量Z轴压头移动位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：所述Y轴前油缸（21）、Y轴后油缸（27）上分别安装有Y轴前负荷传感器（22）、Y轴后负荷传感器（26），用于精确测量Y轴作用在试样上的力；所述Z轴上油缸（2）、Z轴下油缸（7）上分别安装有所述的Z轴上负荷传感器（3）、Z轴下负荷传感器（8），用于精确测量Z轴作用在试样上的力；所述X轴左油缸（11）和X轴右油缸（4）安装有压差传感器（41），压差传感器（41）用于精确测量X轴作用在试样上的力。

7.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：所述三轴六面夹具（9）上安装有变形传感器（38），变形传感器（38）用于测量试验过程中试样沿各方向的变形；三轴六面夹具装配在试样表面，装配好后三轴六面夹具（9）放于Z轴下压头上方；通过控制系统使各轴压头贴在三轴六面夹具（9）表面后，按各轴向静载加载目标值进行加载；三轴六面夹具（9）的每个面均与试样表面完全贴合。

8.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：所述入射杆（12）和透射杆（6）上贴有应变片，用来精确测量入射杆（12）和透射杆（6）的应变。

9.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：通过控制Y轴的驱动油缸（34）的油压，使得跌落杆（33）瞬间跌落，实现对试样Y轴后侧的突然卸载，卸载时间约为0.15s，让出摄像所需的空间和时间。

10.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统，其特征在于：实现单轴、双轴、三轴加载，分别在Y轴和X轴上实现对试件两端不等压加载，每轴的加载速率可调整。