[发明专利]基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统及方法

权利要求书

1.基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，包括冻融试验箱、霍普金森压杆系统、冷空气控制器、温度调控装置、X射线源、探测器，所述探测器作为材料样品的支架设置在冻融实验箱的底部，所述X射线源与探测器相对设置，所述X射线源向外连接CT扫描设备，在材料样品放置位置的两侧设有通孔，所述霍普金森压杆系统的入射杆和透射杆分别从两个通孔伸入冻融试验箱中，所述冻融试验箱内还设置有电热板，所述电热板与温度控制装置电连接，所述冻融试验箱通过管道与冷空气控制器连接，所述冷空气控制器向冻融试验箱内通入冷媒或压缩空气，所述冻融试验箱还设有水进出管。

2.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述通孔设置有密封阀门。

3.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述密封阀门为航空玻璃材质。

4.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，在所述冻融试验箱中还设有压力传感器和温度传感器。

5.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述冻融试验箱采用非金属保温材料制成。

6.根据权利要求5所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述冻融试验箱、探测器均采用航空玻璃材质。

7.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述入射杆和透射杆分别有4/5部位为非金属材料，剩余1/5部分为金属材质，金属材质部分在冻融试验箱外部，用于粘贴应变片。

8.根据权利要求1所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统，其特征在于，所述冻融试验箱的温度环境为-40～100℃。

9.采用如权利要求1-8其中任意一项所述的基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统进行试验的方法，其特征在于，包括如下方法：

将材料样品固定于探测器上，向冻融试验箱内注入没过材料样品的水，通过冷空气控制器向冻融试验箱中通入压缩空气进行加压，对材料样品进行饱水处理，然后进行下述试验：

1)通过冷空气控制器向冻融试验箱中送入冷媒，对保水处理后的材料样品进行反复的冻融试验，通过CT扫描设备对材料样品进行冻融试验后的累积损伤情况、裂纹扩展情况、材料样品内部孔隙的变化情况的观察；

2)通过霍普金森压杆系统对材料样品进行冲击动力学试验，通过CT扫描设备观察累积损伤情况下的材料样品内部裂纹扩展情况和应力-应变情况；

3)对材料样品进行反复的冻融试验后，再进行冲击动力学试验，通过CT扫描设备观察累积损伤情况下的材料样品内部裂纹扩展情况和应力-应变情况。

10.采用基于CT扫描和冻融损伤的霍普金森压杆实验系统进行试验的方法，其特征在于，饱水处理时，冻融试验箱内的压力为15～25kPa。