[发明专利]带有动能吸收的动态拉伸试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：包括用于夹持岩石试样(11)的入射杆(1)和透射杆(6)，所述入射杆(1)远离岩石试样(11)的一端设置有气枪(2)，所述气枪(2)内设置有第一法兰(3)和撞击管(4)，所述入射杆(1)穿过撞击管(4)与第一法兰(3)固定连接，所述第一法兰(3)靠近撞击管(4)的侧面上设置有整形器(16)，所述气枪(2)上设置有进气阀(17)，所述进气阀(17)上连接有进气管(19)，所述进气管(19)与高压气罐(18)连接，所述气枪(2)的一侧设置有前吸收杆(5)；所述透射杆(6)远离岩石试样(11)的一端设置有适配器(7)，所述适配器(7)内设置有第二法兰(9)，所述适配器(7)靠近透射杆(6)的内壁上设置有吸收垫片(10)，所述第二法兰(9)上连接有后吸收杆(8)；所述入射杆(1)和透射杆(6)上均设置有用于采集波动信号的应变片(13)，所述应变片(13)的输出端接有动态应变仪(20)，所述动态应变仪(20)的输出端接有示波器(21)。

2.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述入射杆(1)、透射杆(6)、气枪(2)、适配器(7)、前吸收杆(5)和后吸收杆(8)均通过支架(12)连接在底座(14)上。

3.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述前吸收杆(5)和后吸收杆(8)均能够在支架(12)上沿杆件轴向自由运动。

4.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述第一法兰(3)和撞击管(4)均与气枪(2)的内壁贴合且能够在气枪(2)内滑动。

5.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述第二法兰(9)与适配器(7)的内壁贴合且能够在适配器(7)内滑动。

6.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述入射杆(1)与第一法兰(3)通过螺纹固定连接。

7.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述后吸收杆(8)与第二法兰(9)通过螺纹固定连接。

8.按照权利要求1所述的带有动能吸收的动态拉伸试验装置，其特征在于：所述透射杆(6)与适配器(7)通过螺纹固定连接。

9.采用如权利要求2所述试验装置进行动态拉伸试验的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、将所述入射杆(1)、透射杆(6)、气枪(2)、适配器(7)、前吸收杆(5)和后吸收杆(8)在底座(14)的支架(12)上进行安装连接，且保证入射杆(1)、透射杆(6)、气枪(2)、适配器(7)、前吸收杆(5)和后吸收杆(8)的中轴线位于同一水平线上；

步骤二、将所述高压气罐(18)内的气压值调整至实验时设定的气压值；

步骤三、在所述第一法兰(3)靠近撞击管(4)的侧面上粘贴整形器(16)；

步骤四、开启所述进气阀(17)，高压气体快速冲入气枪(2)内，推动撞击管(4)撞击第一法兰(3)，产生入射波；

步骤五、关闭所述进气阀(17)；

步骤六、粘贴在所述入射杆(1)上的应变片(13)采集入射波，经过动态应变仪(20)放大，在示波器(21)上显示；

步骤七、通过对所述示波器(21)上显示的入射应变信号ε_i进行处理计算，得到前吸收杆(5)与第一法兰(3)之间的间隔距离d，其中，0＜d≤D，C为入射杆(1)纵向弹性波速；

步骤八、将所述岩石试样(11)通过环氧树脂胶粘贴在入射杆(1)与透射杆(6)之间；

步骤九、将所述前吸收杆(5)与第一法兰(3)之间的间隔距离调整为d；

步骤十、调整所述后吸收杆(8)的水平位置，使后吸收杆(8)固定连接的第二法兰(9)在适配器(7)中位于靠近后吸收杆(8)的一侧；

步骤十一、在所述第二法兰(9)靠近适配器(7)的侧面上填充吸收垫片(10)；

步骤十二、将所述高压气罐(18)内的气压值调整至实验时设定的气压值；

步骤十三、开启所述进气阀(17)，高压气体快速冲入气枪(2)内，推动撞击管(4)撞击第一法兰(3)，产生入射波，入射波沿着入射杆(1)向岩石试样(11)传播，当传播至入射杆(1)与岩石试样(11)之间的界面时，发生反射，形成反射波，同时，入射波穿过岩石试样(11)继续传播至透射杆(6)，形成透射波；

步骤十四、关闭所述进气阀(17)；

步骤十五、粘贴在所述入射杆(1)上的应变片(13)采集入射波和反射波，经过动态应变仪(20)放大，在示波器(21)上显示，粘贴在所述透射杆(6)上的应变片(13)采集透射波，经过动态应变仪(20)放大，在示波器(21)上显示。