[实用新型]一种分离式霍普金森压杆试验试样的辅助加载装置

说明书

本实用新型公开了一种分离式霍普金森压杆试验试样的辅助加载装置，包括防爆箱和试样装载装置，试样装载装置由两个尺寸相等的带杆圆环、横杆、夹持装置组成，带杆圆环的杆部为螺纹结构，横杆同一轴向设置有若干个螺纹孔洞，带杆圆环的杆部穿过螺纹孔洞后通过夹持装置垂直固定在横杆上，横杆水平悬挂于防爆箱上顶板的中心位置，通过调整带杆圆环和横杆的固定位置以及带杆圆环的圆环直径，可以加载多种尺寸试样，有效防止因材料自重或冲击扰动原因引起的试样坠落或下移；增设的防爆箱不仅便于试样加载和碎块清理还增加了冲击试验的安全性。本实用新型结构简单，能够实现不同试件的准确定位，同时其结构便于安装与拆卸，操作简单方便。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体涉及一种分离式霍普金森压杆试验试样的辅助加载装置。

背景技术

分离式霍普金森杆试验技术(SHPB)是研究中高应变率下材料动态力学性能的最主要、可靠的试验方法，也是爆炸与冲击动力学试验技术的重要组成部分。而随着科学研究以及新型材料技术的不断发展，对材料的动态冲击力学特性测试不断得到关注，分离式霍普金森压杆试验也得到迅速发展。冲击过程中，需要将试样置于入射杆和透射杆中间，利用材料与合金杆之间的摩擦力保持试样静置，试验为使得试样与入射杆和透射杆能更好耦合，会在接触面涂抹耦合剂，这就大大降低了材料与合金杆之间的摩擦力；由于材料自重和冲击扰动原因导致试样坠落或下移，导致试样、入射杆和透射杆不共轴，难以测得材料的冲击波信号或测得的信号不精确，从而降低了试验成功率。

现已研制出的SHPB装置能支承的试件直径比较单一，试件长度一般不超过200mm，调整范围和试验范围有一定的局限性，满足不了多尺寸、大长度岩石试件的试验要求和精度。

此外，为了便于对岩石破坏过程的研究和掌握，大部分的试验过程中都会采用高清摄像机进行全程记录，但是当SHPB试验速率达到10m/s以上时，近距离的高清摄像机经常会被破坏的岩石碎片飞出造成镜头破损或试验人员的生命安全，造成严重的经济和仪器的损失。但是，目前没有很好的避免和防止高速率下岩石碎片飞出的保护装置等。

发明内容

为了克服已有技术中因试样自重和冲击扰动引起的高密度材料在加载过程中坠落或下移，无法保持试样、入射杆和透射杆共轴，导致试验测试信号不精确或试验失败的不足，以及破坏的岩石碎片造成镜头破损或者试验人员的生命安全，本实用新型提供了一种分离式霍普金森压杆试验试样的辅助加载装置，应用本实用新型的试样辅助加载装置，可以有效提高测试信号的采集效率和试验成功率，避免岩石试样在杆高速率撞击下对高清摄像机造成的破坏和损伤，防止岩石试样碎裂飞出对试验人员及其场地造成的二次伤害。为达到上述试验目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种分离式霍普金森压杆试验试样的辅助加载装置，包括防爆箱、试样装载装置，试样装载装置设置于防爆箱的内部，其特征在于，试样装载装置由两个尺寸相等的带杆圆环、横杆、夹持装置组成，材料试样装载在两个带杆圆环的圆环内，带杆圆环的杆部为螺纹结构，横杆同一轴向设置有若干个螺纹孔洞，带杆圆环的杆部穿过螺纹孔洞后通过夹持装置垂直固定在横杆上，横杆水平悬挂于防爆箱上顶板的中心位置。

进一步地，试样装载装置的材料为合金钢。

进一步地，横杆上至少有两个螺纹孔洞，螺纹孔洞的内径与带杆圆环的杆部直径相等。

进一步地，带杆圆环的圆环直径为10-100mm。

进一步地，防爆箱为长方体，防爆箱左顶板、防爆箱上顶板、防爆箱前顶板、防爆箱后顶板、防爆箱右顶板、防爆箱下顶板材料均为透明有机玻璃。

进一步地，防爆箱左顶板的左孔洞贯穿设置有入射杆，防爆箱右顶板的右孔洞贯穿设置有透射杆，左孔洞和右孔洞分别设置在防爆箱左顶板和防爆箱右顶板的中心位置。

进一步地，材料试样与透射杆、入射杆为水平同轴设置。