[发明专利]测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的装置及方法

权利要求书

1.一种测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的装置，其特征在于：包括入射杆(7)、试件夹持机构、透射杆(8)；所述试件夹持机构包括双向螺杆(2)、定位钢桶(3)、辅助钢桶(4)及拉杆式位移传感器(6)各两个，双向螺杆(2)外设置定位钢桶(3)和辅助钢桶(4)；两个所述定位钢桶(3)相互靠近，两个定位钢桶(3)中间留有间隙，两个所述双向螺杆(2)之间夹持待测试件(1)，待测试件(1)与双向螺杆(2)同轴；所述拉杆式位移传感器(6)的两端分别通过细杆(9)固定在两个定位钢桶(3)上，拉杆式位移传感器(6)与定位钢桶(3)的中心轴线平行，两个拉杆式位移传感器(6)对称设置；所述入射杆(7)、透射杆(8)分别与两侧的双向螺杆(2)固定；所述定位钢桶(3)内侧设有支撑垫块(5)，所述支撑垫块(5)为定位钢桶(3)内侧面的凸起，与定位钢桶(3)一体成型。

2.根据权利要求1所述的测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的装置，其特征在于：所述辅助钢桶(4)紧贴定位钢桶(3)。

3.根据权利要求1所述的测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的装置，其特征在于：所述定位钢桶(3)、辅助钢桶(4)内侧设有与双向螺杆(2)匹配的内螺纹，通过螺纹配合将定位钢桶(3)、辅助钢桶(4)旋紧在双向螺杆(2)上。

4.根据权利要求1所述的测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的装置，其特征在于：所述待测试件(1)为混凝土试块或岩石试块。

5.一种利用权利要求1所述装置测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的方法，其特征在于：包括如下步骤：

两侧的双向螺杆(2)分别固定入射杆(7)和透射杆(8)端；将待测试件(1)放置于支撑垫块(5)上，待测试件(1)与双向螺杆(2)同轴，待测试件(1)的两端面与双向螺杆(2)紧贴密实；

根据预设的要测试的冲击应变值ε₀，旋转定位钢桶(3)至合适位置，此时两个定位钢桶(3)之间的间隙为ΔL，再选择辅助钢桶(4)将定位钢桶(3)压紧；

安装拉杆式位移传感器(6)，并进行调零；

基于SHPB对待测试件(1)施加冲击荷载，并记录拉杆式位移传感器(6)的测量结果；

对测试结果进行分析，计算应变值和应变率，并观察待测试件受预设应变值冲击后的外观，分析待测试件的破裂状态。

6.根据权利要求5所述的测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的方法，其特征在于：所述待测试件的长度为L，则预设的要测试的冲击应变值ε₀为：

7.根据权利要求5所述的测试准脆性材料受定量应变冲击后破裂状态的方法，其特征在于：根据拉杆式位移传感器(6)的测量结果计算应变值和应变率，计算公式如下：

其中，Δl为拉杆式位移计的测量值，γ为平均应变率，t为冲击荷载作用时长。