020]分離式Hopkinson拉桿中，撞擊桿、入射桿、透射桿均有由材料性能和外徑相同的直桿組成。當(dāng)撞擊桿同軸撞擊入射桿時，在入射桿產(chǎn)生一近似的壓縮方波，這個彈性壓縮波傳到入射桿和試樣界面，一部分傳進試樣，一部分以拉伸波的形式反射回入射桿即成為反射應(yīng)變波。進入試樣的壓縮波到達試樣與透射桿界面時，有一小部分返回試樣且在試樣中來回反射達到應(yīng)力平衡，另一部分傳到透射桿形成透射應(yīng)變波。通過惠斯通橋路與應(yīng)變儀將力學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)信號，通過處理計算分析電學(xué)信號可以得出試件的力學(xué)性能。
[0021]如圖2所示，一種霍普金森拉桿試件的夾持裝置，包括轉(zhuǎn)接頭10，轉(zhuǎn)接頭10左端設(shè)有圓孔11，圓孔11內(nèi)壁設(shè)有螺紋，轉(zhuǎn)接頭10左端通過螺紋與入射桿或透射桿連接；轉(zhuǎn)接頭10右端外側(cè)設(shè)有錐螺紋12，轉(zhuǎn)接頭10右端與相應(yīng)的圓錐螺母連接；轉(zhuǎn)接頭10右端中心設(shè)有方形槽13，方形槽13的中心線與轉(zhuǎn)接頭10的中心線重合，霍普金森拉桿試件插入該方形槽13內(nèi)，槽的上、下兩表面設(shè)有鋸齒，所述方形槽13的左端垂直連接第二段槽14，在第二段槽14的上端向左垂直連接第三段槽15。
[0022]上述裝置中，所述錐螺紋的規(guī)格為3/4’’，錐度為1: 16，螺紋的有效長度為17mm。
[0023]上述裝置中，所述鋸齒的齒形角為60度，尺高為0.5 _。
[0024]本實施例提供的夾持裝置，其轉(zhuǎn)接頭總長為80 mm，左端直徑為27 mm ;左端圓孔深度為27 mm，孔徑為19 mm，退刀槽直徑為20 mm ;右端錐螺紋對應(yīng)的垂直長度為32 mm ;夾持試件的方形槽的寬度根據(jù)試件厚度設(shè)定為2 mm，槽在直徑方向上完全貫穿準(zhǔn)接頭，槽長根據(jù)試件長度設(shè)定為35 mm。第二段槽和第三段槽厚度均為1 mm，第二段槽和第三段槽的長度分別為11 mm, 29 mm ;設(shè)置第二段槽和第三段槽的目的是:用來降低整體剛度來產(chǎn)生有效的變形達到足夠加持力。
[0025]采用上述霍普金森拉桿試件的夾持裝置的實驗過程為:
(1)實驗前準(zhǔn)備工作，例如:調(diào)節(jié)入射桿與透射桿的水平度與同軸度，檢查應(yīng)變片是否粘好，接地線是否接緊；
(2)將轉(zhuǎn)接頭通過生料帶與實驗桿緊密擰緊，每次試驗前，要確?！凹虞d接頭”固緊，為了消除“加載接頭”以及試樣螺紋連接處導(dǎo)致的波形雜波，在螺紋處用生料帶耦合固緊；
(3)再次檢查入射桿與透射桿的水平度與同軸度，避免由于生料帶造成的誤差；
(4)將試件插入方形槽中；
(5)將錐螺母添加生料帶與轉(zhuǎn)接頭另一端擰緊；
(6)將子彈捅入炮管內(nèi)，打開超動態(tài)應(yīng)變儀，高速數(shù)據(jù)采集器與計算機Datalab數(shù)據(jù)采集軟件，單擊軟件Datalab軟件單詞采集工具按鈕； (7)再次檢查拉桿系統(tǒng)是否準(zhǔn)備完畢。通過剛性鐵絲將撞擊桿推入到發(fā)射炮管內(nèi)。開啟充氣閥門，對氣缸進行充氣，并看上方壓力表到所需壓力，把開關(guān)搬向關(guān)閉位置完成氣缸充氣。
[0026](8)當(dāng)把開關(guān)搬向發(fā)射位置時，即發(fā)射子彈，設(shè)備處于發(fā)射狀態(tài)。粘貼在桿子上的應(yīng)變片通過全橋中對橋接法連接到應(yīng)變橋盒，而后通過橋盒輸出到動態(tài)應(yīng)變儀進行數(shù)據(jù)放大，而后經(jīng)過高速數(shù)采卡進行數(shù)據(jù)采集記錄，最終在計算機的虛擬示波器上顯示原始波形可以采集、記錄、存儲時域動態(tài)應(yīng)變信號。并將原始數(shù)據(jù)存盤；
(9)擰開錐螺母，取出試件；
(10)重復(fù)上述步驟，可研究加載率對復(fù)合材料不同拉伸速率下的影響。
【主權(quán)項】
1.一種霍普金森拉桿試件的夾持裝置，其特征在于:包括轉(zhuǎn)接頭，轉(zhuǎn)接頭左端設(shè)有圓孔，圓孔內(nèi)壁設(shè)有螺紋，轉(zhuǎn)接頭左端通過螺紋與入射桿或透射桿連接；轉(zhuǎn)接頭右端外側(cè)設(shè)有錐螺紋，轉(zhuǎn)接頭右端與相應(yīng)的圓錐螺母連接；轉(zhuǎn)接頭右端設(shè)有方形槽，方形槽的中心線與轉(zhuǎn)接頭的中心線重合，霍普金森拉桿試件插入該方形槽內(nèi)，槽的上、下兩表面設(shè)有鋸齒，所述方形槽的左端垂直連接第二段槽，在第二段槽的上端向左垂直連接第三段槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿試件的夾持裝置，其特征在于:所述錐螺紋的規(guī)格為3/4’’，錐度為1: 16，螺紋的有效長度為17mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿試件的夾持裝置，其特征在于:所述鋸齒的齒形角為60度，尺高為0.5 mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿試件的夾持裝置，其特征在于:所述方形槽為夾持試件的槽，方形槽的寬度根據(jù)試件厚度設(shè)定為2 mm，槽長根據(jù)試件長度設(shè)定為35 mm；第二段槽和第三段槽的寬度均為1 mm，第二段槽與第三段槽的長度分別為11 mm, 29 mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍普金森拉桿試件的夾持裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)接頭的螺紋間隙用生料帶填充。6.一種霍普金森拉桿試件的實驗方法，采用權(quán)利要求1~5任一項所述的夾持裝置，其特征在于:包括以下步驟: (1)分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)接頭左端的入射桿或透射桿的水平度與同軸度，霍普金森拉桿試件插入轉(zhuǎn)接頭右端的方形槽內(nèi)，檢查實驗桿中間的應(yīng)變片是否粘好，接地線是否接緊； (2)將轉(zhuǎn)接頭通過生料帶與實驗桿緊密擰緊； (3)再次檢查入射桿與透射桿的水平度與同軸度，避免由于生料帶造成的誤差； (4)將試件插入轉(zhuǎn)接頭的方形槽中； (5)將錐螺母添加生料帶與轉(zhuǎn)接頭右端擰緊； (6)將子彈捅入炮管內(nèi)，打開超動態(tài)應(yīng)變儀，高速數(shù)據(jù)采集器與計算機Datalab數(shù)據(jù)采集軟件，單擊軟件Datalab軟件單詞采集工具按鈕； (7)打開閥門進行試驗，并將原始數(shù)據(jù)存盤； (8)擰開錐螺母，取出試件； (9)重復(fù)上述步驟，可研究加載率對復(fù)合材料不同拉伸速率下的影響。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種霍普金森拉桿試件的夾持裝置及實驗方法，屬于沖擊動力學(xué)實驗領(lǐng)域。該實驗裝置配對使用，轉(zhuǎn)接頭一端與入射桿或透射桿螺紋連接，螺紋間隙用生料帶填充，從而避免沖擊波對連接螺紋的破壞；轉(zhuǎn)接頭另一端開方形槽與扁平試件連接；與試件配合的方形槽平面加工成微小的鋸齒狀以增大夾持時的摩擦力，轉(zhuǎn)接頭外緣加工有錐螺紋與螺母配合，使用過程中通過螺母旋入，從而提供垂直于槽面的夾持力。本發(fā)明能夠很好的避免復(fù)合材料不容易加工螺紋以及高強度膠粘結(jié)過程中不均勻的問題，研究了纖維復(fù)合材料在動態(tài)拉伸下的連接方式，為研究纖維復(fù)合材料在動態(tài)拉伸下的本構(gòu)關(guān)系奠定有力的基礎(chǔ)。
【IPC分類】G01N3/307, G01N3/04
【公開號】CN105300792
【申請?zhí)枴緾N201510793008
【發(fā)明人】王志華, 雷建銀, 董鵬飛, 李世強
【申請人】太原理工大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月18日