本发明涉及材料动态力学性能实验设备领域，尤其涉及一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置。
背景技术：
材料的力学行为是进行所有结构设计的基础，且有一部分材料在动态(爆炸、冲击)下的力学行为与其准静态下力学行为明显不同。另一方面，材料的力学行为与其所处的应力状态密切相关。
分离式霍普金森拉杆和压杆是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的有效实验装置。自从1948年volterra，1949年kolsky发明分离式霍普金森压杆装置并用其研究一维应力状态下材料动态压缩力学性能以来，动态压缩实验技术不断提高。分离式霍普金森拉杆也有一些重要进展，还是目前做材料动态拉伸力学性能研究的主要设备之一。材料的动态抗剪切性能是其动态力学性能之一，对其实验研究工作相对较难，目前主要还是依靠分离式霍普金森扭杆进行。这三种实验装置相比，压杆技术相对成熟，而拉杆和扭杆技术都有不小改进空间。
材料在服役过程中可能受到动态拉/压与扭转载荷的联合作用，这种联合作用下材料的行为必然是力学工作者非常感兴趣的重要研究领域。但是，目前动态拉/压与扭转载荷的联合作用时难以实现同步。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种能够实现拉(压)扭微秒级同步的联合动态加载实验装置。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置，包括：
时间分配器，所述时间分配器连接到大功率恒流源，所述时间分配器通过大功率恒流源来控制电磁驱动器和微秒级脉冲电机的供电电路开启时间；
大功率恒流源，连接到控制电磁驱动器和微秒级脉冲电机并对其供电；
试件，所述试件两端分别连接到入射杆和透射杆一端；
电磁驱动器，连接到入射杆的另一端，所述电磁驱动器在大功率恒流源的电流导通后产生纵波，该纵波传至入射杆在其中形成拉伸/压缩入射脉冲传向试件；
微秒级脉冲电机，连接到透射杆的另一端，所述微秒级脉冲电机在大功率恒流源的电流导通后产生横波，并通过所述微秒级脉冲电机的转子传至透射杆传向试件。
优选地，所述时间分配器根据纵波速度、横波速度、波的起点到试件距离、微秒级脉冲电机和电磁驱动器的电路参数、试验类型来确定控制电磁驱动器和微秒级脉冲电机供电电路开启时间。
优选地，所述电磁驱动器产生的纵波为拉伸或压缩脉冲。
优选地，所述微秒级脉冲电机产生的横波为扭转脉冲。
本发明提供了一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置，拉/压脉冲与扭转脉冲在杆中独立传播，可分别测量，通过调整拉/压脉冲及扭转脉冲到达时间还可获得先拉/压后扭转、先扭转后拉压加载等不同情况下的材料的力学行为，可以得到不同的应力状态；本发明更好地解决了拉/压脉冲与扭转脉冲难以准确同时到达试件的问题，提高同步的水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中电磁驱动器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置，包括：
时间分配器1，所述时间分配器1连接到大功率恒流源2，所述时间分配器1通过大功率恒流源2来控制电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7的供电电路开启时间；
大功率恒流源2，连接到控制电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7并对其供电；
试件5，所述试件5两端分别连接到入射杆4和透射杆6一端；
电磁驱动器3，连接到入射杆4的另一端，所述电磁驱动器3在大功率恒流源2的电流导通后产生纵波，该纵波传至入射杆4在其中形成拉伸/压缩入射脉冲传向试件5；电磁驱动器3产生的纵波为拉伸或压缩脉冲。
微秒级脉冲电机7，连接到透射杆6的另一端，所述微秒级脉冲电机7在大功率恒流源2的电流导通后产生横波，并通过所述微秒级脉冲电机7的转子传至透射杆6传向试件5，微秒级脉冲电机7产生的横波为扭转脉冲。
其中，时间分配器1根据纵波速度、横波速度、波的起点到试件5距离、微秒级脉冲电机7和电磁驱动器3的电路参数、试验类型来确定控制电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7供电电路开启时间。
在试件安装、测试设备调试等准备工作就绪后，时间分配器根据纵波速度、横波速度，波的起点到试件距离，微秒级脉冲电机和电磁驱动器的电路参数，试验类型(拉/压与扭转同时、先拉/压后扭转、先扭转后拉/压)等确定二者供电电路开启时间，启动开始键，电磁驱动器在电流导通后产生拉伸或压缩脉冲，该脉冲传至入射杆在其中形成拉伸/压缩入射脉冲传向试件，在试件与杆界面上发生反射和透射，反射波返回入射杆，透射脉冲进入透射杆；微秒级脉冲电机在电流导通后，产生扭转脉冲，由其转子传至透射杆(对扭转而言是入射杆)传向试件，在试件与杆界面上发生透射、反射，分别传入入射杆(对扭转而言是透射杆)和透射杆(对扭转而言是入射杆)。拉/压脉冲与扭转脉冲在杆中独立传播，测量系统可分别测量各自的波形并贮存，按照霍普金森杆数据处理方法处理得到拉/压与扭转同时(或不同时)作用的应力应变曲线，达到实验设计的要求。本发明更好地解决了试件材料在拉/压脉冲与扭转脉冲难以准确同时到达试件的问题，提高同步的水平。
实施例2：
如图1、图2所示，一种电磁式拉、压扭微秒级同步联合动态加载实验装置，包括：
时间分配器1，时间分配器1连接到大功率恒流源2，时间分配器1通过大功率恒流源2来控制电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7的供电电路开启时间；大功率恒流源2连接到电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7并对其供电；试件5两端分别连接到入射杆4和透射杆6一端；电磁驱动器3连接到入射杆4的另一端，电磁驱动器3在大功率恒流源2的电流导通后产生纵波，该纵波传至入射杆4在其中形成拉伸/压缩入射脉冲传向试件5；电磁驱动器3产生的纵波为拉伸或压缩脉冲。
微秒级脉冲电机7，连接到透射杆6的另一端，微秒级脉冲电机7在大功率恒流源2的电流导通后产生横波，并通过所述微秒级脉冲电机7的转子传至透射杆6传向试件5，微秒级脉冲电机7产生的横波为扭转脉冲。时间分配器1根据纵波速度、横波速度、波的起点到试件5距离、微秒级脉冲电机7和电磁驱动器3的电路参数、试验类型来确定控制电磁驱动器3和微秒级脉冲电机7供电电路开启时间。
如图2所示，电磁驱动器3包括u型铁、击穿电容c、开关k，该击穿电容c连接在u型铁两端，其中击穿电容c一端经开关k、大功率恒流源接至击穿电容c另一端，形成回路。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。