一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，包括分離式霍布金森桿，還包括溫度調(diào)控裝置，所述分離式霍布金森桿的入射桿前端和透射桿后端安裝在溫度調(diào)控裝置內(nèi)。本實用新型的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，在現(xiàn)有的分離式霍布金森桿實驗技術(shù)的基礎(chǔ)上加裝半導(dǎo)體高低溫調(diào)控裝置，能夠分析溫度和應(yīng)變率對橡膠材料力學(xué)特性的影響，通過分析可以得到高溫、高應(yīng)變率情況下橡膠材料的力學(xué)特性參數(shù)。
【專利說明】
一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于材料力學(xué)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)值計算中材料參數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響數(shù)值計算結(jié)果的可靠性。橡膠的材料參數(shù)是仿真計算中重要的參數(shù)之一，其材料特征對橡膠復(fù)合靶板抗射流侵徹性能有著重大影響。目前數(shù)值計算中橡膠的材料模型主要有Neo-Hookean模型、Mooney-Ri vi I in模型、Ogden模型、Yeoh模型、Arruda-Boyce模型、Polynomial模型。這些現(xiàn)有的模型均根據(jù)低應(yīng)變情況下的試驗擬合得到，是否可以描述橡膠材料高應(yīng)變率，大變形情況下的力學(xué)特性需進一步驗證。
[0003]以前關(guān)于橡膠材料力學(xué)特性的研究忽略了溫度和應(yīng)變率對橡膠材料性能的影響，然而高應(yīng)變率會導(dǎo)致橡膠材料的力學(xué)性能發(fā)生較大的變化，特別是高應(yīng)變率使得橡膠材料由橡膠態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度增高。為測量變溫時材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，目前常采用的溫控裝置為熱電阻和液氮噴射，長時間、精確進行溫度控制較為困難。
[0004]目前霍布金森桿系統(tǒng)測量的多為常溫/室溫情況下材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，而溫度效應(yīng)對橡膠、纖維、高聚物等材料的力學(xué)特性影響非常明顯，因此通過加裝溫控系統(tǒng)，對測試變溫度情況下材料的力學(xué)特性具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]有鑒于此，本實用新型所要解決現(xiàn)有材料力學(xué)特性的研究忽略了溫度和應(yīng)變率對材料性能影響，研究常用的溫控裝置不能長時間、精確進行溫度控制的技術(shù)問題，提供了一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型公開了一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，包括分離式霍布金森桿，還包括溫度調(diào)控裝置，所述分離式霍布金森桿的透射桿前端和入射桿后端安裝在溫度調(diào)控裝置內(nèi)。
[0007]進一步的，所述溫度調(diào)控裝置包括殼體、固定裝置、制冷片、溫度傳感器、加熱裝置、溫度控制器和電壓轉(zhuǎn)化器;所述加熱裝置、制冷片和溫度傳感器均安裝安裝在所述殼體內(nèi)部，所述溫度控制器分別與所述溫度傳感器和所述電壓轉(zhuǎn)化器相連，所述殼體安裝在所述固定裝置上，被所述固定裝置固定在所述分離式霍布金森桿上。
[0008]進一步的，所述加熱裝置和制冷片間隔均布在殼體內(nèi)部。
[0009]進一步的，所述溫度傳感器包括熱電偶和熱電阻。
[0010]進一步的，所述加熱裝置包括熱電阻。
[0011]進一步的，所述制冷片為半導(dǎo)體制冷片。
[0012]進一步的，所述殼體采用隔溫材料制成。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型可以獲得包括以下技術(shù)效果:
[0014]I)本實用新型的技術(shù)方案，可通過溫度調(diào)控裝置調(diào)節(jié)控制殼體內(nèi)部的霍布金森桿入射桿和透射桿的溫度，根據(jù)實際需要預(yù)設(shè)溫度，長時間精確的控制溫度。
[0015]2)本實用新型的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，在現(xiàn)有的分離式霍布金森桿的基礎(chǔ)上加裝半導(dǎo)體高低溫調(diào)控裝置，能夠分析溫度和應(yīng)變率對材料力學(xué)特性的影響，通過分析可以得到高溫、高應(yīng)變率情況下材料的力學(xué)特性參數(shù)。
[0016]當(dāng)然，實施本實用新型的任一產(chǎn)品必不一定需要同時達到以上所述的所有技術(shù)效果O
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1所示為本實用新型實施例的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2所示為圖1中的溫度調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將配合附圖及實施例來詳細(xì)說明本實用新型的實施方式，藉此對本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達成技術(shù)功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0021]如圖1所示，本實用新型的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，包括分離式霍布金森桿I，還包括溫度調(diào)控裝置2，所述分離式霍布金森桿I的透射桿101前端和入射桿102后端安裝在溫度調(diào)控裝置2內(nèi)。
[0022]分尚式霍布金森桿I包括透射桿101、入射桿102和子彈103;透射桿101上安裝有半導(dǎo)體應(yīng)變片106，前端安裝有試驗樣品104;入射桿102上安裝有前端安裝有應(yīng)變片107，前端安裝有波形調(diào)整器105;半導(dǎo)體應(yīng)變片106和應(yīng)變片107分別和高動態(tài)應(yīng)變記錄儀108相連，接收和傳遞數(shù)據(jù)，高動態(tài)應(yīng)變記錄儀108再與波形調(diào)整器109相連，波形調(diào)整器109再與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)110連接。
[0023]透射桿101前端的試驗樣品104和入射桿102后端安裝在溫度調(diào)控裝置2內(nèi)。
[0024]如圖2所示，溫度調(diào)控裝置2包括采用隔溫材料制成的殼體201、固定裝置202、半導(dǎo)體制冷片203、熱電阻204、溫度傳感器205、溫度控制器206和電壓轉(zhuǎn)化器207;所述半導(dǎo)體制冷片203和熱電阻204間隔均布在所述殼體201內(nèi)部，所述溫度傳感器205安裝在所述殼體201內(nèi)部，所述溫度控制器206分別與所述溫度傳感器205和所述電壓轉(zhuǎn)化器207相連，所述殼體201安裝在所述固定裝置上202，被所述固定裝置202固定在所述分離式霍布金森桿I上。
[0025]溫度調(diào)控裝置2內(nèi)含36組半導(dǎo)體制冷片203，24組熱電阻204和6個溫度傳感器205，可實現(xiàn)(_50°C至+70°C)范圍內(nèi)調(diào)溫。溫度調(diào)控裝置2的殼體201內(nèi)間隔均布半導(dǎo)體制冷片203和熱電阻204，半導(dǎo)體制冷片203用于制冷，熱電阻204用于加熱，溫度傳感器205用于探測溫度調(diào)控裝置2內(nèi)的溫度。溫度控制器206可以檢測溫度調(diào)控裝置2內(nèi)部的溫度，同時可以根據(jù)實際需要預(yù)設(shè)溫度。
[0026]將分離式霍布金森桿入射桿101、透射桿102通過預(yù)留孔穿入溫度調(diào)控裝置2的殼體201內(nèi)，同時可通過溫度調(diào)控裝置2上的預(yù)留窗口將試件放入預(yù)定位置。半導(dǎo)體制冷片203和熱電阻204共同作用下進行溫度調(diào)節(jié)，溫度傳感器205用于探測溫度調(diào)控裝置2內(nèi)的溫度，并將信號返回溫度控制器206，溫度控制器206根據(jù)實際溫度情況調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷片203或者熱電阻204工作，調(diào)整溫度調(diào)控裝置2內(nèi)的溫度到預(yù)設(shè)溫度。
[0027]本實用新型的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，在現(xiàn)有的分離式霍布金森桿實驗技術(shù)的基礎(chǔ)上加裝半導(dǎo)體高低溫調(diào)控裝置，能夠分析溫度和應(yīng)變率對橡膠材料力學(xué)特性的影響，通過分析可以得到高溫、高應(yīng)變率情況下橡膠材料的力學(xué)特性參數(shù)。
[0028]如在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，同一個組件可能會有不同名詞來稱呼。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開放式用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問題，基本達到所述技術(shù)效果。說明書后續(xù)描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本實用新型的一般原則為目的，并非用以限定本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0029]還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。
[0030]上述說明示出并描述了本實用新型的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，包括分離式霍布金森桿，其特征在于，還包括溫度調(diào)控裝置，所述分離式霍布金森桿的透射桿前端和入射桿后端安裝在所述溫度調(diào)控裝置內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述溫度調(diào)控裝置包括殼體、固定裝置、制冷片、溫度傳感器、加熱裝置、溫度控制器和電壓轉(zhuǎn)化器;所述加熱裝置、制冷片和溫度傳感器均安裝安裝在所述殼體內(nèi)部，所述溫度控制器分別與所述溫度傳感器和所述電壓轉(zhuǎn)化器相連，所述殼體安裝在所述固定裝置上，被所述固定裝置固定在所述分離式霍布金森桿上。3.如權(quán)利要求2所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述加熱裝置和制冷片間隔均布在所述殼體內(nèi)部。4.如權(quán)利要求3所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述溫度傳感器包括熱電偶和熱電阻。5.如權(quán)利要求4所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括所述熱電阻。6.如權(quán)利要求5所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述制冷片為半導(dǎo)體制冷片。7.如權(quán)利要求6所述的可測量變溫度情況下材料力學(xué)特性的試驗裝置，其特征在于，所述殼體采用隔溫材料制成。
【文檔編號】G01N3/18GK205449700SQ201620223193
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】祖旭東, 黃正祥, 言克斌, 肖強強, 賈鑫
【申請人】祖旭東, 南京理工大學(xué)