一种可消除预运动的霍普金森拉杆装置的制作方法

本实用新型属于材料动态力学性能实验设备领域，具体涉及一种可消除预运动的霍普金森拉杆装置。

背景技术：

分离式霍普金森杆实验装置是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的一种重要实验设备，其原理是建立在一维应力波理论基础上。自从1949年Kolsky实用新型它并用其研究一维应力状态下材料动态力学性能以来该实验装置已有很多改进，实验技术不断提高。霍普金森拉杆装置主要是由气枪、管状子弹、入射杆、透射杆和数据采集装置组成。管状子弹受高压室的推动，撞击入射杆的法兰端，在入射杆中形成一个拉伸脉冲，即入射波，入射波在入射杆中向前传播。

当使用高速相机研究的时候，如果采用传统的分离式霍普金森杆实验装置，在子弹发射过程中，由于管状子弹与拉杆存在摩擦，导致拉杆会出现一个预运动的现象，选择的样品的观察区域会在加载之前。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种结构简单、设计合理可消除预运动的霍普金森拉杆装置

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种可消除预运动的霍普金森拉杆装置，包括同轴套设的外管和内管，外管内壁与内管外壁之间具有间隙，所述内管上套设有管状子弹，所述管状子弹上套设有密封滑动圈，管状子弹和密封滑动圈位于外管内壁与内管外壁之间，所述外管和内管的一端通过焊接连接，另一端设有支撑件，所述外管上开设有接头，所述接头位于焊接端与管状子弹之间。

优选地，所述密封滑动圈数量为两个，分别位于管状子弹的靠近两端处。

优选地，所述密封滑动圈与管状子弹之间密配合。

优选地，所述密封滑动圈采用聚四氟乙烯制成。

优选地，所述管状子弹与内管外壁之间润滑连接。

优选地，所述接头为1/4NPT接头。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的可消除预运动的霍普金森拉杆装置，采用由外管和内管组成的双层拉杆结构，管状子弹套在内管上，通过内管进行有效的隔离，从而在发射之前，避免了因拉杆与管状子弹的摩擦而导致拉杆提前进行运动，该结构设计合理，可有效解决现有技术中拉杆出现预运动的问题，使得采集到的实验数据更加精确，有效的提高了实验的成功率。

附图说明

图1是本实用新型可消除预运动的霍普金森拉杆装置的主视图；

图2是本实用新型可消除预运动的霍普金森拉杆装置的立体图；

图3是本实用新型中管状子弹与密封滑动圈的轴向剖视图；

图4是实施例中BiAl四幅无滤波器的动态图片。

附图标记说明：1、外管；2、内管；3、接头、4、密封滑动圈；5、管状子弹；6、支撑件；7、焊接处。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明：

如图1-2所示，本实用新型可消除预运动的霍普金森拉杆装置，包括外管1、内管2、密封滑动圈4、管状子弹5、支撑件6。

外管1和内管2同轴套设，外管1内壁与内管2外壁之间具有间隙。管状子弹5套设在内管2上，且管状子弹5的内径与内管2的外径相匹配。管状子弹5内壁与内管2外壁之间润滑连接，能够有一定的气密性，在气体的推动下，能够顺利滑出。密封滑动圈4套设在管状子弹5上，且密封滑动圈4的内径与管状子弹5的外径相匹配，密封滑动圈4的的外径与外管的内径相匹配。密封滑动圈4主要起润滑的作用，在气体的推动下能够更好有效地将子弹推出，同时兼具密封作用。如图3所示，在本实施例中，密封滑动圈4采用聚四氟乙烯制成，数量为两个，分别套设在管状子弹5的靠近两端处。密封滑动圈4与管状子弹5之间密配合。值得说明的是，密封滑动圈4不限于使用聚四氟乙烯制作，只要能达到密封及润滑的作用即可。作为本实用新型的优选实施例，聚四氟乙烯的摩擦系数极小，在所有的工程材料当中也是最小的，润滑作用大且具有密封功能，因而可以达到更好的技术效果。

外管1和内管2的开始端通过焊接连接，即焊接处7。需要说明的是，焊接方式没有任何限制，只要保证外管1和内管2同轴心即可。支撑件6设置于外管和内管2的另一端，位于外管1和内管2之间，在不进行实验时，用于防止内管2变形。在本实施例中，支撑件6包括圆形端盖和与圆形端盖一体成型的空心圆柱，空心圆柱设于外管1和内管2之间。空心圆柱的外径与外管1的内径相匹配，空心圆柱的内径与内管2的外径相匹配。

进一步的，外管1上开设有通孔，通孔处设有接头3，位于焊接端与管状子弹5之间。该接头3采用1/4NPT接头。

本实用新型解决预运动问题的原理是：管状子弹套在内管上，通过内管进行有效的隔离，从而在发射之前，避免了因拉杆与管状子弹的摩擦而导致拉杆提前进行运动。管状子弹并不直接套在拉杆上，这也是与传统的分离式霍普金森拉杆最大的不同之处。

如图4所示，为采用本实用新型可消除预运动的霍普金森拉杆装置进行实验，BiAl四幅且没有滤波器的动态图片，由该动态图片足以证实了本实用新型的优越性。在本实验当中，采用高速摄像机，它具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等优点，且它可用于显微高速成像。通过使用双层拉杆，由这四幅图，可以清晰的看到没有受到干扰，且随着时间的增加，图中某些黑色斑点的运动呈现出一定的规律变化。而在使用传统的分离式霍普金森拉杆的实验中，只能拍摄到第一张与本实用新型装置相类似的图片，之后拍摄到的是拉杆的画面，原因是在拍摄过程中已跑出画面。由此可见，本实用新型装置达到了所预定的效果及证实了其优越性。

综上所述，本实用新型提供的可消除预运动的霍普金森拉杆装置，采用由外管和内管组成的双层拉杆结构，设计合理，可有效解决现有技术中拉杆出现预运动的问题，使得采集到的实验数据更加精确，有效的提高了实验的成功率。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。