[实用新型]一种霍普金森压杆装置

说明书

本实用新型涉及应变试验装置，特别涉及一种霍普金森压杆装置，包括用于与发射子弹的发射装置的子弹出口对应的入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，一种霍普金森压杆装置还包括：限位环，限位环设置于入射杆与透射杆之间；试验箱，限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁。由于限位环多了支撑，样品和限位环不容易滑脱，入射杆在试验箱内撞击试样，试样变形到限位环高度时停止变形，由于限位环模量和杆的模量相同，不容易产生变形，在入射杆的推动下向后移动，从而保护试样。

技术领域

本实用新型涉及限定应变试验装置，特别涉及一种霍普金森压杆装置。

背景技术

实验是研究材料力学性能关系的重要手段。传统的加载方式通常可以实现1s^-1以下准静态加载，但是在各类工程技术、军事技术和科学研究中，人们通常遇到各种冲击爆炸问题，对于此类动态冲击问题，应变率高达10²-10⁴s^-1，力学响应与准静态载荷加载下截然不同。应变率在(10²-10⁴s^-1)正是一般工程问题最为关注的范围，霍普金森杆实验装置简单，操作方便，加载波形易于控制，通过分离式霍普金森杆实验装置可以对材料进行动态压缩试验，并因此得到应用和发展。材料力学方面的深入研究对其普遍应用造成关键影响，通常在低应变率的情况下，通过限定应变加载，连续记录压缩，拉伸等不同加载条件下变形，与SEM，XRD等表征手段结合实时记录材料屈服、颈缩、孔洞形核以及裂纹扩张等形貌数据。但是在高应变率的情况下，想要对试样的应变进行严格控制十分困难，现有的限位环技术，虽然组装简单，但是限位环的壁太薄，容易发生变形，壁太厚则容易在入射杆加载之前容易掉落，限定应变加载显得困难。其次，冲击加载时，试样和限位环容易飞溅，安全性较低，无论是对科研设备还是科研人员都是一种潜在的危险。最后，冲击加载后，没有考虑试样在受到初次加载后，飞溅的过程中带来二次冲击，影响试验的准确度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种霍普金森压杆装置。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是一种霍普金森压杆装置，包括入射杆、与入射杆对应并沿同一直线方向延伸的透射杆，其特征在于，上述一种霍普金森压杆装置还包括：

限位环，上述限位环设置于入射杆与透射杆之间，该限位环与入射杆、透射杆均留有间隙，该限位环用于支撑试样；

试验箱，上述限位环、入射杆与限位环对应的一端、透射杆与限位环对应的一端均内置于该试验箱中；

上述限位环通过可拆卸式的连接支撑于试验箱内壁，上述限位环内径为入射杆或透射杆直径的65-75％，上述限位环外径≥入射杆或透射杆直径；上述限位环、入射杆和透射杆的模量相同。

材料的力学响应与加载应变率有重要的联系，低应变率和高应变率加载下，材料的变形损伤模式截然不同，中高应变率(10²-10⁴s^-1)正是一般工程最为关注的问题，通过霍普金森压杆实验装置可以对材料进行中高应变率加载。

实时观察试样的加载过程是深入研究材料的变形机理的一种常用方式，准静态加载下，可以通过限定不同应变加载，连续记录拉伸，压缩，弯曲等不同加载条件下的变形情况，与SEM、XRD相结合，观察材料的表面形貌变化和晶粒的取向，微观组织的变化过程。但是在动态冲击条件下，限定试样的应变加载显得困难。通过设置对限位环设置支撑、设置回收试样和限位环的试验箱，解决了限位环容易滑脱和飞溅的问题。