[发明专利]用于测试材料在中应变率下的扭转力学性能的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种用于测试材料在中应变率下的扭转力学性能的测试装置，其特征在于，包括：

扭转波加载单元，用于向波导杆单元加载扭转波；

波导杆单元，包括一对同轴设置的扭转杆，其分别为入射杆(21)以及透射杆(22)，所述入射杆(21)的一端与所述扭转波加载单元相连接，以接收由所述扭转波加载单元所加载的扭转波，所述入射杆(21)的另一端与所述透射杆(22)之间形成有一间隔；以及

数据采集单元，包括一对入射杆应变片(31)、一对透射杆应变片(32)以及数据采集器(33)，其中，所述一对入射杆应变片(31)与所述一对透射杆应变片(32)分别粘贴于所述入射杆(21)与所述透射杆(22)的表面，两对应变片分别接入所述数据采集器(33)，以通过所述数据采集器(33)采集所述入射杆(21)与所述透射杆(22)的应变信号。

2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述扭转波加载单元为电磁驱动霍普金森扭杆加载单元，其包括扭转波加载枪、电源(12)以及分别与所述扭转波加载枪和所述电源(12)连接的电能储存与释放器(13)，所述电能储存与释放器(13)包括多个并联设置的脉冲电容，所述电能储存与释放器(13)由所述电源(12)处获得电能，以为所述多个脉冲电容充电，在充电完成后向所述扭转波加载枪放电，以驱动所述扭转波加载枪向所述波导杆单元加载扭转波；各个所述脉冲电容的充电和放电均由电子开关控制。

3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述电能储存与释放器(13)包括10个并联设置的脉冲电容，所述脉冲电容的额定电压为3000伏，额定电容为4mF；各个所述脉冲电容的充电和放电由电子开关控制。

4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述入射杆(21)与所述透射杆(22)均呈圆柱形杆；所述入射杆(21)的长度与所述透射杆(22)的长度相同，并且所述入射杆(21)的长度小于经由所述扭转波加载单元所加载的扭转波的脉宽长度与该扭转波波速乘积的四分之一；所述入射杆(21)的直径与所述透射杆(22)的直径相同也相同。

5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述入射杆(21)与所述透射杆(22)分别为长度为50cm，直径为25mm的钛合金杆。

6.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述一对入射杆应变片(31)具有相同的阻值和相同的灵敏系数，其以对称方式粘贴于所述入射杆(21)上，两者以相对设置的方式接入入射杆惠斯通电桥中，该入射杆惠斯通电桥中还包括一对相对设置的且电阻值相同的固定电阻，所述入射杆惠斯通电桥的输出信号被接入所述数据采集器(33)中；所述一对透射杆应变片(32)具有相同的阻值和相同的灵敏系数，其以对称方式粘贴于所述透射杆(22)上，两者以相对设置的方式接入透射杆惠斯通电桥中，该透射杆惠斯通电桥中还包括一对相对设置的且电阻值相同的固定电阻，所述透射杆惠斯通电桥的输出信号被接入所述数据采集器(33)中。

7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述一对入射杆应变片(31)分别粘贴于所述入射杆(21)长度的二分之一处，其设置方向与所述入射杆轴线之间的夹角为45°；所述一对透射杆应变片(32)分别粘贴于所述透射杆(22)长度的二分之一处，其设置方向与所述透射杆轴线之间的夹角为45°。

8.如权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述数据采集单元进一步地包括一对试样应变片(34)，两者的阻值与灵敏系数相同，所述一对试样应变片(34)通过导线接入试样惠斯通电桥中，所述试样惠斯通电桥的输出信号被接入所述数据采集器(33)中。

9.如权利要求7或8所述的测试装置，其特征在于，所述入射杆应变片(31)、所述透射杆应变片(32)以及试样应变片(34)的电阻值均为120欧，其灵敏系数均为2.0。