[发明专利]一种真二轴动态拉伸实验装置

说明书

本发明涉及一种对材料进行二轴同步冲击拉伸加载的实验装置，具体涉及一种真二轴动态拉伸实验装置，实现了对一种材料进行真二轴同步冲击拉伸加载的实验，适用于材料在二轴状态下的动态拉伸性能研究，能够实现两个轴的拉伸波同时作用于试件，且拉伸波形具有相同的幅值和脉宽，能够实现对加载波形控制，从而研究材料在二轴拉伸作用下的动态力学性能，为材料冲击实验提供更加丰富的动态力学实验数据。

技术领域

本发明涉及一种对材料进行二轴同步冲击拉伸加载的实验装置，具体涉及一种真二轴动态拉伸实验装置。

背景技术

材料在动态拉伸作用下的力学性能是研究材料的一个重要指标，一般材料的动态拉伸实验数据通过一维霍普金森拉杆进行，将所得到的拉伸本构关系作为数值模拟的依据，对于二维和三维复杂应力状态下的拉伸模拟，通常采用强度理论将一维实验数据应用于二维或者三维，而材料在二维或者三维状态下的强度与一维状态下是不同的。而且材料在冲击作用下其强度与静态有着本质的差异，动态加载状态下，材料变形有明显的应变率效应，不同应变率对应于不同的材料强度。因此，需要开展二维或者三维冲击实验，对二维或者三维冲击荷载作用下材料的动态强度进行研究，提高结构在抗爆、抗冲击等设计的安全性与经济性。

现有的成熟技术是一维霍普金森拉杆实验装置，但将其应用于二轴拉伸实验时，由于需要在两个正交方向进行加载，其加载系统的同步性问题难以保证，使得二轴冲击拉伸实验难以实现，解决同步性问题是解决二轴拉伸的关键。

发明内容

本发明的目的是在传统单轴的动态拉伸实验基础上，克服了加载波同步性问题，设计了由一个冲击作用下产生两个正交方向的应力波装置，提供一种能够实现二轴冲击拉伸加载的真二轴动态拉伸实验装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种真二轴动态拉伸实验装置，包括：

试件，实验中所要研究的被测材料，呈立方体结构；

分别沿纵向、横向设置的两个冲击波传播装置，以试件为中心，沿纵向设置的冲击波传播装置的下端与试件的一个面粘贴，沿横向设置的冲击波传播装置的左端与试件的另一个面粘贴，两个冲击波传播装置分别与试件的两个相邻面粘贴；

冲击波加载装置，包括加载杆及用于驱动该加载杆运动并达到一定速度的驱动装置；

冲击波分向装置，后端设置有与加载杆的端部平齐的加载面，前端设置有两个对称的分向面，加载杆对加载面进行冲击从而产生应力波，所述两个分向面分别与两个冲击波传播装置的接近端贴合。

其中，所述驱动装置为气体驱动装置或电磁驱动装置。

其中，所述冲击波分向装置的一端设置有90度的顶角，该顶角的两个外侧面为所述的两个分向面。

其中，所述冲击波传播装置包括套杆，所述套杆在靠近冲击波分向装置的一端设置有第一法兰，所述套杆在远离冲击波分向装置的一端设置有第二法兰，还包括设置在套杆内部的拉杆，所述拉杆的一端与第二法兰连接，另一端从第一法兰伸出，所述试件的两个面分别与两个冲击波传播装置的拉杆固定连接，所述试件的另外两个面分别固定设置有与两个拉伸波传播装置的拉杆同轴的透射杆，所述拉杆、透射杆表面分别粘贴有应变片。

其中，所述冲击波分向装置的中部设置有能够套设在试件两侧的镂空槽。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的真二轴动态拉伸实验装置，包括分别沿纵向、横向设置的两个冲击波传播装置，用于产生冲击波的冲击波加载装置，以及用于将所述冲击波加载装置产生的冲击波同时传导给两个冲击波传播装置的冲击波分向装置，利用该装置，可以对材料进行真二轴同步冲击拉伸加载，两个正交方向的冲击波由一次撞击产生，保证了两个方向拉伸波的同步性，从而能够测试材料在二轴作用下的动态拉伸本构关系，拓展了一维动态拉伸实验的使用范围。