一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提供一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，特別是應(yīng)用于材料的力學(xué)性能測(cè)試，屬于機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]SHPB實(shí)驗(yàn)裝置是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)用的沖擊加載裝置，SHPB實(shí)驗(yàn)裝置可以高速發(fā)射彈丸與試驗(yàn)材料撞擊來加載，SHPB實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)通常由入射，透射，吸能桿，以及緩沖裝置組成，彈與入射桿碰撞后施加到入射桿一個(gè)撞擊力，該撞擊力通過入射桿，試件，最后傳播到吸收桿，設(shè)置在吸收桿后端的緩沖裝置是要將吸收桿的撞擊力緩沖、吸收；如果其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，往往造成吸收桿的回彈速度高，存在壓桿脫離支撐托架而發(fā)生掉桿現(xiàn)象；同時(shí)由于碰撞力得不到有效降低，造成壓桿產(chǎn)生墩粗、彎曲等塑性變形。目前，SHPB實(shí)驗(yàn)緩沖裝置采用的通常是油阻尼裝置，其加工復(fù)雜，成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的方案是一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，包括箱體，所述箱體內(nèi)部套設(shè)有用于上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞與箱體內(nèi)壁的接觸位置設(shè)置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固連有驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)的壓桿，所述活塞的下端面與箱體內(nèi)底面之間設(shè)置有緩沖裝置，所述壓桿的頂部穿出箱體外并設(shè)置有受壓組件。
[0005]進(jìn)一步的，所述緩沖裝置包括緩沖橡膠襯墊與緩沖彈簧，所述緩沖彈簧設(shè)置于活塞的中軸線上，所述緩沖橡膠襯墊設(shè)置于緩沖彈簧的外周。
[0006]進(jìn)一步的，所述受壓組件包括與壓桿的頂部固連的受壓襯墊，所述受壓襯墊上方設(shè)置有受壓橡膠襯墊。
[0007]進(jìn)一步的，所述受壓襯墊與壓桿經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連，所述壓桿與活塞經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連。
[0008]進(jìn)一步的，所述箱體由箱座與箱蓋組成，所述箱蓋的頂部設(shè)置有用于控制箱體內(nèi)部氣壓的通氣器，所述箱座與箱蓋之間設(shè)置有密封圈。
[0009]進(jìn)一步的，所述箱座與箱蓋經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連，所述壓桿與箱蓋之間采用間隙配合的軸孔連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述活塞的下端面及箱座的彈簧安裝面上均設(shè)置有用于定位緩沖彈簧的凸臺(tái)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:當(dāng)外載荷對(duì)壓桿加載時(shí)，首先在受壓橡膠襯墊上受載，使受壓橡膠襯墊受壓變形，實(shí)現(xiàn)緩沖功能；當(dāng)受壓橡膠襯墊變形到最大值以后，外載荷通過壓桿直接作用在活塞上，活塞下端面的緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)外載荷的緩沖；當(dāng)活塞受載往下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于箱體內(nèi)部與活塞下端面之間形成的下型腔是一個(gè)密閉空間，活塞壓縮氣體做功，消耗外載荷能量，同時(shí)壓強(qiáng)增大，使活塞產(chǎn)生反作用力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外載荷的緩沖；為避免加載時(shí)對(duì)活塞造成二次沖擊載荷，緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊的自由長(zhǎng)度稍大于活塞下端面與箱座上緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊安裝面的最大距離，使緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊在未受載時(shí)就具有一定的預(yù)應(yīng)力；外載荷卸載后，為避免箱體內(nèi)部與活塞上端面之間形成的上型腔氣體受壓增大活塞的回程阻力，箱蓋頂部設(shè)計(jì)有通氣器，用于平衡上型腔氣體與外界氣體壓力；外載荷卸載后，在緩沖彈簧的推力和壓縮空氣的共同作用下，活塞能迅速回程上升，避免了緩沖橡膠襯墊變形后，形狀回復(fù)較慢且回復(fù)時(shí)推力較小的問題；為保證下型腔的氣密性，箱蓋與箱座之間設(shè)計(jì)有密封圈，同時(shí)活塞與箱體內(nèi)壁的接觸位置設(shè)置有活塞密封圈；為保證活塞的定位和固定，同時(shí)又保證活塞能夠自由上下運(yùn)動(dòng)，壓桿與箱蓋之間采用軸孔連接，并使用間隙配合；活塞的下端面及箱座的彈簧安裝面上均設(shè)置有凸臺(tái)，用于定位緩沖彈簧，保證裝置在工作過程中，彈簧定位可靠。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)一步說明。
[0013]圖1為該實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0014]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0015]圖3為該實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0016]圖中:
[0017]1-箱體；2-活塞；3-活塞密封圈；4-壓桿；5_緩沖橡I父襯墊；6_緩沖彈黃；7-受壓襯墊；8_受壓橡膠襯墊；9_固定螺釘；10_箱座；11_箱蓋；12_通氣器；13_密封圈。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1?3所示，一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，包括箱體1，所述箱體內(nèi)部套設(shè)有用于上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞2，所述活塞與箱體內(nèi)壁的接觸位置設(shè)置有活塞密封圈3，所述活塞的上端面固連有驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)的壓桿4，所述活塞的下端面與箱體內(nèi)底面之間設(shè)置有緩沖裝置，所述壓桿的頂部穿出箱體外并設(shè)置有受壓組件。
[0020]在本實(shí)施例中，所述緩沖裝置包括緩沖橡膠襯墊5與緩沖彈簧6，所述緩沖彈簧設(shè)置于活塞的中軸線上，所述緩沖橡膠襯墊設(shè)置于緩沖彈簧的外周。
[0021]在本實(shí)施例中，所述受壓組件包括與壓桿的頂部固連的受壓襯墊7，所述受壓襯墊上方設(shè)置有受壓橡膠襯墊8。
[0022]在本實(shí)施例中，所述受壓襯墊與壓桿經(jīng)固定螺釘9進(jìn)行固連，所述壓桿與活塞經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連。
[0023]在本實(shí)施例中，所述箱體由箱座10與箱蓋11組成，所述箱蓋的頂部設(shè)置有用于控制箱體內(nèi)部氣壓的通氣器12，所述箱座與箱蓋之間設(shè)置有密封圈13。
[0024]在本實(shí)施例中，所述箱座與箱蓋經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連，所述壓桿與箱蓋之間采用間隙配合的軸孔連接。
[0025]在本實(shí)施例中，所述活塞的下端面及箱座的彈簧安裝面上均設(shè)置有用于定位緩沖彈簧的凸臺(tái)。
[0026]在本實(shí)施例中，為保證緩沖橡膠襯墊的定位，緩沖橡膠襯墊以過盈配合的方式安裝在箱座上的安裝孔中；受壓橡膠襯墊與受壓襯墊采用過盈配合的軸孔連接。
[0027]具體實(shí)施過程:當(dāng)外載荷對(duì)壓桿加載時(shí)，首先在受壓橡膠襯墊上受載，使受壓橡膠襯墊受壓變形，實(shí)現(xiàn)緩沖功能；當(dāng)受壓橡膠襯墊變形到最大值以后，外載荷通過壓桿直接作用在活塞上，活塞下端面的緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)外載荷的緩沖；當(dāng)活塞受載往下運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于箱體內(nèi)部與活塞下端面之間形成的下型腔是一個(gè)密閉空間，活塞壓縮氣體做功，消耗外載荷能量，同時(shí)壓強(qiáng)增大，使活塞產(chǎn)生反作用力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外載荷的緩沖；為避免加載時(shí)對(duì)活塞造成二次沖擊載荷，緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊的自由長(zhǎng)度稍大于活塞下端面與箱座上緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊安裝面的最大距離，使緩沖彈簧和緩沖橡膠襯墊在未受載時(shí)就具有一定的預(yù)應(yīng)力；外載荷卸載后，為避免箱體內(nèi)部與活塞上端面之間形成的上型腔氣體受壓增大活塞的回程阻力，箱蓋頂部設(shè)計(jì)有通氣器，用于平衡上型腔氣體與外界氣體壓力；外載荷卸載后，在緩沖彈簧的推力和壓縮空氣的共同作用下，活塞能迅速回程上升，避免了緩沖橡膠襯墊變形后，形狀回復(fù)較慢且回復(fù)時(shí)推力較小的問題。
[0028]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:包括箱體，所述箱體內(nèi)部套設(shè)有用于上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞與箱體內(nèi)壁的接觸位置設(shè)置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固連有驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)的壓桿，所述活塞的下端面與箱體內(nèi)底面之間設(shè)置有緩沖裝置，所述壓桿的頂部穿出箱體外并設(shè)置有受壓組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述緩沖裝置包括緩沖橡膠襯墊與緩沖彈簧，所述緩沖彈簧設(shè)置于活塞的中軸線上，所述緩沖橡膠襯墊設(shè)置于緩沖彈簧的外周。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述受壓組件包括與壓桿的頂部固連的受壓襯墊，所述受壓襯墊上方設(shè)置有受壓橡膠襯墊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述受壓襯墊與壓桿經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連，所述壓桿與活塞經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述箱體由箱座與箱蓋組成，所述箱蓋的頂部設(shè)置有用于控制箱體內(nèi)部氣壓的通氣器，所述箱座與箱蓋之間設(shè)置有密封圈。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述箱座與箱蓋經(jīng)固定螺釘進(jìn)行固連，所述壓桿與箱蓋之間采用間隙配合的軸孔連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，其特征在于:所述活塞的下端面及箱座的彈簧安裝面上均設(shè)置有用于定位緩沖彈簧的凸臺(tái)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置，包括箱體，所述箱體內(nèi)部套設(shè)有用于上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，所述活塞與箱體內(nèi)壁的接觸位置設(shè)置有活塞密封圈，所述活塞的上端面固連有驅(qū)動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)的壓桿，所述活塞的下端面與箱體內(nèi)底面之間設(shè)置有緩沖裝置，所述壓桿的頂部穿出箱體外并設(shè)置有受壓組件。該動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備分離式霍普金森壓桿的多級(jí)緩沖裝置的受壓組件為第一級(jí)受壓緩沖，當(dāng)受壓橡膠襯墊變形到最大值以后，緩沖裝置為第二級(jí)受壓緩沖，緩沖效果好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G01N3/02
【公開號(hào)】CN205003016
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520768501
【發(fā)明人】鄧寧宇, 蔣國(guó)平, 肖三霞, 黃巍
【申請(qǐng)人】中國(guó)水利水電第八工程局有限公司, 福建江夏學(xué)院
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日