专利名称：用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试材料高应变率下力学特性的试验装置技术领域，涉及霍普金森压杆试验装置。
技术背景 分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)冲击实验系统是现今最为广泛使用，并被认为有效的测试材料高应变率下力学特性的试验装置。由于 SHPB试验装置具有结构简单、操作方便、测量方法巧妙、加载波形易于控制等优点，并可以实测材料在高应变率(IO2 IO4iT1)的应力应变曲线，而这一应变率范围也正是人们所关心，因此它是材料动力学中最基本的一种实验装置。在这半个多世纪的时间里，SHPB实验技术得到了大力的发展，其应用范围越来越广，已由最初的压缩实验系统发展到拉伸和扭转实验系统甚至是压扭、拉扭复合系统，从较低应变率试验发展到较高应变率试验；从常温实验发展到高、低温试验；其测试材料的种类己由金属发展到非金属，由韧性材料到脆性材料。运用SHPB实验装置进行岩石等脆性材料实验时，在压杆高速冲击下，试样容易破碎并伴有碎片飞出，对试验相关设备和试验人员的安全造成威胁，因此必须对试件的飞出碎片进行控制，防止安全事故发生。另一方面，试样夹在两压杆间，为减少界面的摩擦效应，通常在试验时将试样的端部涂抹润滑剂，由于界面摩擦力的减小，试样在其自重的作用下容易下移或脱落，影响试样与压杆共轴。
发明内容为有效控制分离式霍普金森压杆(SHPB)试验冲击时产生的试件飞出碎片，同时更好地实现试件于压杆共轴问题，本实用新型提供一种试验防护与试件托架装置。实现上述目的的技术解决方案如下用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构包括半圆筒状的上防护罩I 和半圆筒状的下防护罩2，上防护罩I和下防护罩2对合形成卧式的圆筒状，且轴向两端分别开设有杆孔；上防护罩I和下防护罩2对合处外部分别均布设有锁扣13 ;下防护罩2内均布设有四根柱状的托架支座9，每根托架支座9顶部配合设有托架螺栓8，每根托架螺栓8 分别通过固定在螺纹杆中部的螺母支撑着试样托架7，试样托架7为水平板状，每根托架螺栓8最上端分别设有与螺纹杆固定在一起的调节螺母；下防护罩2外均布设有四根座杆，四根座杆分为两对，每对座杆沿径向对应，每根座杆上固定设有向下的防护罩螺栓10，每只防护罩螺栓10上配合设有加固螺帽18，每对座杆的每根防护罩螺栓10分别通过螺纹，上端与防护罩固定支板16相连接，下端连接着一块防护罩基座12 ;所述防护罩基座12为平板状， 且垂直于下防护罩2的轴向，防护罩基座12底面中部均布设有两块安装板，每块安装板上设有基座螺栓11。所述上防护罩I内壁和下防护罩2内壁均设有软质泡沫塑料材料层3。所述试样托架7中部沿轴向设有向下凹的圆弧槽，试样托架7的水平板上设有托架水平面水准泡14和托架垂直面水准泡15。所述防护罩固定支板16上设有防护罩水平面水准泡17和防护罩垂直面水准泡 18。本实用新型的有益技术效果体现在以下方面I.本实用新型能能够有效控制分离式霍普金森压杆(SHPB)试验冲击时试件碎片的飞出，使试验相关设备和试验人员的安全得到保证，有效防止安全事故的发生；2.本机构的试样托架对试样具有承托作用，涂抹润滑剂的试样不会因自重的作用下移或脱落，更好地实现试件与输入杆和输出杆之间的共轴问题；3.本实用新型设计合理，结构简单，安装操作方便。
图I为本实用新型的正剖面示意图。图2为本实用新型的侧剖面示意图。图3为本实用新型与分离式霍普金森压杆试验装置间的装配示意图。上图中序号1_上防护罩，2-下防护罩，3-软质聚氨酯泡沫塑料材料层，4-输入杆，5-试样，6-输出杆,7-试样托架,8-托架螺栓,9-托架支座，I O-防护罩螺栓,11-防护罩基座螺栓，12-防护罩基座，13-锁扣，14-托架水平面水准泡，15-托架垂直面水准泡，16-防护罩固定支板，17-防护罩水平面水准泡，18-防护罩垂直面水准泡，19-加固螺帽，20-横梁导轨，21-横梁。
具体实施方式
以下将结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的详细说明。实施例参见图I和图2，用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构包括半圆筒状的上防护罩I和半圆筒状的下防护罩2，上防护罩I内壁和下防护罩2内壁均设有软质泡沫塑料材料层。上防护罩I和下防护罩2对合形成卧式的圆筒状，且轴向两端分别开设有杆孔；上防护罩I和下防护罩2对合处外部分别均布安装有四个锁扣13，分别松开四个锁扣13使上防护罩I和下防护罩2分离，可以自由挪动上防护罩I。下防护罩2内均布焊接安装有四根柱状的托架支座9，每根托架支座9顶部配合装有托架螺栓8，每根托架螺栓 8的上部分别通过螺纹连接着试样托架7，试样托架7为水平板状，中部沿轴向设有向下凹的圆弧槽，试样托架7的水平板上设有托架水平面水准泡14和托架垂直面水准泡15。试样托架7底面的每根托架螺栓8上分别设有调节螺母，调节四根托架螺栓8，通过观察托架水平面水准泡14，托架垂直面水准泡15，来调整试样托架7的水平度，并调节至合适高度。 下防护罩2外均布设有四根座杆，防护罩固定支板16上设有防护罩水平面水准泡16和防护罩垂直面水准泡17。四根座杆分为两对，每对座杆沿径向对应，每根座杆上安装有向下的防护罩螺栓10，每只防护罩螺栓10上配合装有加固螺帽18，每对座杆的每根防护罩螺栓 10下部分别通过螺纹连接着一块防护罩基座12 ;可通过拧动四根防护罩螺栓10，观察防护罩水平面水准泡17和防护罩垂直面水准泡18，来调节下防护罩2水平度，并调至合适的高度，调节完成后，分别拧紧螺栓四个加固螺帽19，防止防护罩螺栓10在试验中松动。防护罩基座12为平板状，且垂直于下防护罩2的轴向，防护罩基座12底面中部均布设有两块安装板，每块安装板上设有基座螺栓11。使用时，两块防护罩基座12分别卡装在分离式霍普金森压杆试验装置的横梁导轨20上，即横梁导轨20位于防护罩基座12底面的两块安装板之间，并通过安装板上的基座螺栓I固定，实现下防护罩2与分离式霍普金森压杆试验装置的横梁21连接成整体。分离式霍普金森压杆试验装置的输入杆4和输出杆6分别通过杆孔伸入下防护罩2内，且分别位于试样托架7上向下凹的圆弧槽内。在输入杆4和输出杆6之间放入涂抹润滑剂的试样5 ;然后用手拉住输入杆4和输出杆6，以挤紧试样5。装上上防护罩1，并通过四个锁扣 13将上防护罩I和下防护罩2扣紧。在随后进行SHPB试验冲击时，能够 有效控制产生的试件飞出碎片，同时更好地实现试件与压杆共轴问题。
权利要求1.用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构，其特征在于包括半圆筒状的上防护罩(I)和半圆筒状的下防护罩(2)，上防护罩(I)和下防护罩(2)对合形成卧式的圆筒状，且轴向两端分别开设有杆孔；上防护罩(I)和下防护罩(2)对合处外部分别均布设有锁扣(13);下防护罩(2)内均布设有四根柱状的托架支座(9)，每根托架支座(9)顶部配合设有托架螺栓(8)，每根托架螺栓(8)分别通过固定在螺纹杆中部的螺母支撑着试样托架(7)，试样托架(7)为水平板状，每根托架螺栓(8)最上端分别设有与螺纹杆固定在一起的调节螺母；下防护罩(2)外均布设有四根座杆，四根座杆分为两对，每对座杆沿径向对应，每根座杆上固定设有向下的防护罩螺栓(10)，每只防护罩螺栓(10)上配合设有加固螺帽(18)，每对座杆的每根防护罩螺栓(10)分别通过螺纹，上端与防护罩固定支板(16)相连接，下端连接着一块防护罩基座(12);所述防护罩基座(12)为平板状，且垂直于下防护罩(2)的轴向，防护罩基座(12)底面中部均布设有两块安装板，每块安装板上设有基座螺栓(11)。
2.根据权利要求I所述的用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构，其特征在于所述上防护罩(I)内壁和下防护罩(2)内壁均设有软质泡沫塑料材料层(3)。
3.根据权利要求I所述的用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构，其特征在于所述试样托架(7)中部沿轴向设有向下凹的圆弧槽，试样托架(7)的水平板上设有托架水平面水准泡(14)和托架垂直面水准泡(15)。
4.根据权利要求I所述的用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构，其特征在于所述防护罩固定支板(16)上设有防护罩水平面水准泡(17)和防护罩垂直面水准泡(18)。
专利摘要本实用新型涉及用于霍普金森压杆试验装置的防护与试件托架机构。该机构包括对合呈卧式圆筒状的上防护罩和下防护罩；下防护罩内均布设有四根柱状的托架支座，每根托架支座顶部设有托架螺栓，每根托架螺栓的上部分别连接着试样托架，试样托架为水平板状；下防护罩外均布设有四根座杆，每根座杆上固定设有向下的防护罩螺栓，每根防护罩螺栓下部分别连接着一块防护罩基座；防护罩基座为平板状，防护罩基座底面中部均布设有两块安装板，每块安装板上设有基座螺栓。使用时，通过两块防护罩基座分别卡装在分离式霍普金森压杆试验装置的横梁导轨上，实现该机构与分离式霍普金森压杆试验装置的横梁连接成整体。在进行SHPB试验冲击时，有效控制试件碎片的飞出。
文档编号G01N3/02GK202471505SQ201220048558
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月16日 优先权日2012年2月16日
发明者平琦, 张经双, 袁璞, 马芹永 申请人:安徽理工大学