[发明专利]一种用于SHPB试验的磁感应测速和防入射杆反冲装置

说明书

本发明提供了一种用于SHPB试验的磁感应测速和防入射杆反冲装置，防反冲试验箱体具有横向贯穿中空通道，中空通道分为子弹入射的电磁感应部分和入射杆所在的缓冲部分，电磁感应部分通道内缠绕感应线圈且设有速率感应传感器和位置感应传感器；缓冲部分通道的底部设有若干支撑入射杆且随入射杆运动方向滚动的支承滚轮，防反冲结构位于缓冲部分通道内，防反冲结构的末端由锚固垫层固定在箱体端面；防反冲结构包括端面顺次连接呈阶梯状向上的各个空心柱体单元，空心柱体单元的底部具有向下开设的缺口，入射杆从防反冲结构围成的空间内穿过后防反冲结构落下。本发明能够避免入射杆反冲造成的实验仪器和装置的破坏、对试验人员造成的二次破坏。

技术领域

本发明涉及一种SHPB试验，具体涉及一种用于SHPB试验的磁感应测速和防入射杆反冲装置。

背景技术

SHPB试验是研究材料动态力学性能最基本、最重要的实验方法之一，主要研究高应变率（一般是指102～104）范围内的应力-应变曲线关系。在岩石动力学中，通常采用SHPB试验研究高应变率下岩石试样的变形和破坏，用以模拟强震作用下岩石变形和破坏情况。试验过程中，在压缩气体推动作用下，子弹以一定的速度撞击入射杆，产生的入射脉冲载荷激励岩石试样发生高速变形，同时，分别向入射杆和透射杆传播反射脉冲和透射脉冲，通过粘贴在导杆上的应变片采集脉冲信号，进而计算试样的力学性能。但是，随着我国对岩石动力学领域研究的逐渐深入，不同岩石材料往往表现出相异性，特别是对于有些含能材料的特殊性和独特性，高速冲击作用下极易造成剧烈爆炸，在此作用下，其造成的爆炸气体产物不仅对透射杆沿其运动方向产生强烈的冲击力，同时，沿入射杆运动方向的反向产生很强烈的冲击力。当该反冲力作用于入射杆时，导致入射杆反向高速运动，容易引起杆件弯曲变形和加载系统的破坏，甚至造成实验室和实验人员的二次伤害。

我国对防止入射杆反冲的缓冲结构已经进行了相关方面的研究，覃金贵在博士论文“PBX炸药非冲击点火机制实验及数值模拟研究”（国防科学技术大学，2014年10月）提出了一种缓冲结构，该结构通过橡胶、泡沫组成，并能对产生的反向能量进行吸收，但是由于缓冲时间短、作用力大，入射杆发生反弹的概率往往较大；专利申请201710197623.6 提出了“一种霍普金森杆试验用防入射杆反冲装置”，采用蜡状填充物、挡块和压环作为缓冲结构，在不影响入射杆使用功能的前提下，延长缓冲作用时间，降低缓冲作用力，但是，在试验过程中，需要进行的试验前的准备和数据线较多，对于试验的速度和进程影响较大，不利于试验自动化和数字化的发展。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于SHPB试验的磁感应测速和防入射杆反冲装置，解决SHPB试验中入射杆反冲造成的实验仪器和装置的破坏、对试验人员造成的二次破坏，简化并排除连接数据线路多且复杂等对试验造成的影响，实现试验过程中对试样速度的全程自动感应测速，促进实验室自动化和智能化的进程。

技术方案：本发明提供了一种用于SHPB试验的磁感应测速和防入射杆反冲装置，包括防反冲试验箱体、速率感应传感器、位置感应传感器、防反冲结构、支承滚轮以及锚固垫层，所述防反冲试验箱体具有横向贯穿中空通道；

所述中空通道分为子弹入射的电磁感应部分和入射杆所在的缓冲部分，所述电磁感应部分通道内缠绕感应线圈且设有速率感应传感器和位置感应传感器；所述缓冲部分通道的底部设有若干支撑入射杆且随入射杆运动方向滚动的支承滚轮，所述防反冲结构位于缓冲部分通道内，防反冲结构的末端由锚固垫层固定在箱体端面；

所述防反冲结构包括端面顺次连接呈阶梯状向上的各个空心柱体单元，所述空心柱体单元的底部具有向下开设的缺口，所述入射杆从防反冲结构围成的空间内穿过后防反冲结构落下。

进一步，所有空心柱体单元的顶部皆固定在一根沿中空通道延伸的连动杆底部，所述连动杆两端镶嵌在锚固垫层和电磁感应部分通道端口的竖直轨道中，所述感应线圈连接电动机控制连动杆在轨道中下滑。