一种霍普金森拉杆、压杆测试系统的制作方法

本实用新型涉及霍普金森压拉应力应变测试领域，特别涉及一种霍普金森拉杆、压杆测试系统。

背景技术：

霍普金森杆是一种检测试件动态力学性能的装置，其主要包括气枪（炮，或称发射装置）、子弹、入射杆、透射杆、能量吸收装置和数据采集系统组成。试件被夹在入射杆和透射杆之间。子弹（一根短杆）手高压气体推动，从发射装置中以一移动速度（由测速仪测出）射出，撞击入射杆，在入射杆中形成一个压应力应变脉冲，即入射波（由贴在入射杆上的电阻应变片测得），压应力应变脉冲在入射杆中向前传播，当传送至入射杆与试件界面时，由于试件材料和透射杆材料的惯性效应，整个试件将被压缩。同时，由于杆与试件之间的波阻抗差异，入射波被部分反射为反射波还由贴在入射杆上的电阻应变片测得，透射波由透射杆上的电阻应变片测得，由测得的入射波、反射波和透射波就可以处理得到材料的形变和破坏情况，获得材料的动态力学性能数据。

霍普金森杆还可以用于检测拉应力应变，其检测原理与上述检测压应力应变的原理相同，唯一不同的就是对子弹通过气体进行吸附，使子弹回缩，授权公告号为CN201359559的专利公开了一种压差发射式多直径分离式霍普金森拉压一体杆，包括发射系统、压杆系统、拉杆系统、吸收杆、液压缓冲器、光学导轨，其特征在于，还设有精密微调支撑件和整形器，所述发射系统、液压缓冲器和精密微调支撑件安装在光学导轨上，压杆系统、拉杆系统和吸收杆安装在精密微调支撑件上；在压杆系统中，发射系统安装在光学导轨的一侧，沿发射系统炮管轴心依次为入射压杆、透射压杆、吸收杆和液压缓冲器；在拉杆系统中，液压缓冲器直接安装在发射炮管口前面，光学导轨一侧首先是液压缓冲器，再依次是发射系统、拉杆、入射拉杆和透射拉杆，拉杆杆体上套有套筒子弹；整形器安装于拉杆一端。上述的文件提供一种杆子可调， 构成部件定位统一的自动压差发射式多直径分离式霍普金森拉压一体杆，但在霍普金森杆测试压应力应变的过程中，子弹（一根短杆）在冲击的过程中的子弹（一根短杆）脱离炮筒（用于导向子弹运行轨迹的空心圆柱体）时，往往会因重力等因素与炮筒产生不同心的情况，而当子弹与炮筒不同心时，应力检测就会产生较大偏差。但现有的多是拉压杆分体的设备，且这种设备拉杆系统和压杆系统分别为两个机器，不能共用一个主体和系统，导致既占据工厂较大的位置，同时采购成本和生产成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种霍普金森拉杆、压杆测试系统，其优点是能够实现拉压杆装置共用一套系统和主体。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种霍普金森拉杆、压杆测试系统，包括支撑座和设置在支撑座下方用于提供气压的储气室、设置在储气室旁用于提供吸力的真空泵、设置在支撑座上的基座，还包括设置在基座上的压应力应变测试装置和拉应力应变测试装置，所述压应力应变测试装置包括固定设置在基座上的发射筒、与发射筒相连的发射管、入射杆、第一透射杆以及限位第一透射杆的缓冲装置，所述拉应力应变测试装置设置在基座上且位于压应力应变测试装置的一侧，所述拉应力应变测试装置包括拉杆炮管、带蘑菇头的拉杆以及第二透射杆，还包括有用于压应力应变测试装置和拉应力应变测试装置共用一个气室和真空泵的连通组件，所述连通组件包括分别连接气室的第一气管和第二气管，分别连接真空泵的第三气管和第四气管，还包括有第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头的一个开口与发射筒连通，所述第二三通接头的一个开口与拉杆炮管连通，所述第一三通接头的其他两个开口分别连接第一气管和第三气管，所述第二三通接头的其他两个开口分别连接第二气管和第四气管，所述第一三通接头和第二三通接头内均设置有用于分别控制气室或真空泵导通的电磁阀。

通过上述技术方案，能够实现一个支撑座上同时放置两个装置，可分别为压应力应变测试装置和拉应力应变测试装置，且通过两个三通接头和电磁阀，能够保证两个测试装置共用一个气室和真空泵，增加了设备的利用率，减少了制造成本。

本实用新型进一步设置为：所述拉应力应变测试装置和压应力应变测试装置中还包括有用于测试拉应力应变和压应力应变的测力系统，所述测力系统包括两个分别设置在拉应力应变测试装置和压应力应变测试装置内的两个应变片，还包括有动态应变仪，两个所述应变片均耦接有控制开关，所述控制开关耦接于动态应变仪，所述控制开关用于控制单个应变片与动态应变仪导通。

通过上述技术方案，能够实现通过一个动态应变仪连接两个应变片，通过改变控制开关的连接方式，实现分别完成拉应力应变测试装置和压应力应变测试装置中的检测，减少了设备的投放，增加了资源利用率，减少了制造成本。

本实用新型进一步设置为：所述控制开关包括继电器，所述继电器的一个常开触点和一个常闭触点分别串联在两个应变片与动态应变仪之间。

通过上述技术方案，能够通过继电器的常开和常闭触点，实现只同时导通一个应变片，节约成本，易于实现。

本实用新型进一步设置为：所述控制开关包括单刀双掷开关。

通过上述技术方案，单刀双掷开关能够实现对只同时控制一个应变片与动态应变仪导通，节约成本，易于实现。

本实用新型进一步设置为：所述拉应力应变测试装置中的拉杆炮管开设有若干个出气孔，所述出气孔开设在拉杆炮管远离与三通接头连接的一端。

通过上述技术方案，由于气流在拉杆炮管中流动，出气孔的设置能够保证气流提前从出气孔中溢出。如不开设出气孔，当入射杆移动至拉杆炮管的远离与三通接头连接的一端时，入射杆脱离拉杆炮管的一端会因重力而向下倾斜，导致入射杆与透射杆不同心的情况出现。而开设出气孔，能够保证气流提前从出气孔中溢出，进而保证尾端的气流被提前释放，进而保证气流不影响入射杆的运动方向，保证入射杆与透射杆同心，同时使入射杆在失去动力后，入射杆位于拉杆炮管内的部分更多，进而保证入射杆能够有支撑，防止过多部分的入射杆脱离拉杆炮管，并因重力产生弯折的现象出现，达到入射杆不易弯曲，可多次测试的效果。

本实用新型进一步设置为：若干个所述出气孔周向均匀的开设在拉杆炮管的管壁上。

通过上述技术方案，气孔均匀的开设能够实现气体释放的更加均匀，且从各个方向释放，保证入射杆更加稳定而不偏移。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、拉压杆系统共用一个主体，一套气室和同一个采集系统；

2、保证入射杆与透射杆同心，入射杆不易弯曲。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图，体现三通接头；

图3是图1中B部分的放大图，体现出气孔；

图4是体现动态应变仪与应变片的连接关系示意图。

图中，1、储气室；2、真空泵；3、基座；4、压应力应变测试装置；41、发射筒；42、发射管；43、入射杆；44、第一透射杆；45、气缸；46、第二三通接头；5、拉应力应变测试装置；51、拉杆炮管；511、出气孔；52、第二透射杆；53、第一三通接头；61、第一气管；62、第二气管；63、第三气管；64、第四气管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例：一种霍普金森拉杆、压杆测试系统，如图1所示，包括支撑座和设置在支撑座下方用于提供气压的储气室1、设置在储气室1旁用于提供吸力的真空泵2、设置在支撑座上的基座3，还有设置在基座3上的压应力应变测试装置4和拉应力应变测试装置5，压应力应变测试装置4包括固定设置在基座3上的发射筒41、与发射筒41相连的发射管42、入射杆43、第一透射杆44以及限位第一透射杆44的缓冲装置，该缓冲装置设置为气缸45。

上述的拉应力应变测试装置5设置在基座3上且位于压应力应变测试装置4的一侧，拉应力应变测试装置5包括拉杆炮管51，带蘑菇头的拉杆以及第二透射杆52。上述的拉杆炮管51滑动连接在基座3上，拉杆上的蘑菇头包括第一套环和第二套环，第二套环的半径大于第一套环的半径，当拉杆炮管51打在拉杆的蘑菇头上时，拉杆产生一个拉力，拉动测试杆进行拉应力应变。第一套环和第二套环起到双重缓冲的作用。

如图1和图2所示，气室内分别连接有第一气管61和第二气管62，真空泵2分别连接有第三气管63和第四气管64，还包括有第一三通接头和第二三通接头46，上述的第一三通接头53的一个开口通过软管与发射筒41连接，第二三通接头46的一个开口通过软管与拉杆炮管51连接，第一三通接头53的其他两个开口分别连接第一气管61和第三气管63，第二三通接头46的其他两个开口分别连接第二气管62和第四气管64，在第一三通接头53和第二三通接头46内均设置有气动球阀，用于分别控制气室或真空泵2导通。上述的气动球阀也可变更为低压电磁阀，无论是气动球阀还是低压电磁阀，均由电脑控制选通，实现控制气动球阀的通断，进而完成控制拉应力应变和压应力应变测试的转换。

在拉应力应变远离蘑菇头拉杆的一侧，也设置有一个真空泵，该真空泵能够吸动拉杆，使拉杆产生一个预拉的应力，保证拉杆在被测试的过程中，更加准确。

上述的拉应力应变测试装置5和压应力应变测试装置4也可同时替换为两个不同口径的压应力应变测试装置4或两个不同口径的拉应力应变测试装置5，其与气室和真空泵2连接的方式与上述的方式相同。这样设置能够保证两个测试装置同时共用一个气室和真空泵2，减少了空间占用和生产成本。

如图1所示，上述拉应力应变测试装置5中的拉杆炮管51在远离与三通接头连接的一端，开设有若干个出气孔511（参照图3所示），若干个出气孔511周向均匀的开设在拉杆炮管51的管壁上，入射杆43在拉杆炮管51内移动的过程中，由于气流在拉杆炮管51中流动，出气孔511的设置能够保证气流提前从出气孔511中溢出。如不开设出气孔511，当入射杆43移动至拉杆炮管51的远离与三通接头连接的一端时，入射杆43脱离拉杆炮管51的一端会因重力而向下倾斜，导致入射杆43与透射杆不同心的情况出现。而开设出气孔511，能够保证气流提前从出气孔511中溢出，进而保证尾端的气流被提前释放，进而保证气流不影响入射杆43的运动方向，保证入射杆43与透射杆同心，同时使入射杆43在失去动力后，入射杆43位于拉杆炮管51内的部分更多，进而保证入射杆43能够有支撑，防止过多部分的入射杆43脱离拉杆炮管51，并因重力产生弯折的现象出现，达到入射杆43不易弯曲，可多次测试的效果。

如图1所示，在拉应力应变测试装置5和压应力应变测试装置4中还包括有用于测试拉应力应变和压应力应变的测力系统，该测力系统包括两个分别设置在拉应力应变测试装置5和压应力应变测试装置4内的两个应变片（参照图4所示），应变片用于检测压应力应变和拉应力应变，两个应变片分别设置在第一透射杆44和第二透射杆52的远离入射杆43的一端，还包括有一个动态应变仪，动态应变仪用于将应变片的模拟信号转化为数字信号。两个应变片均耦接有一个控制开关，控制开关耦接于动态应变仪，上述的控制开关用于控制其中一个应变片与动态应变仪的导通，控制开关可选用继电器或单刀双掷开关等能够实现选择导通的开关器件，如选用继电器，其中继电器的一个常开触点和一个常闭触点分别连接在两个应变片与动态应变仪之间，或两个应变片分别连接两个控制开关，能够实现单独控制，因两个应变片同时导通，动态应变仪只能够测试常开的一个应变片，另一个应变片的曲线变化在动态应变仪内显示不出，因此在本实施例中，选用一个单刀双掷的继电器，实现两个应变片不同时导通。如需要拉应力应变和压应力应变同时检测，这需要设置两个数据采集系统。

工作过程：根据测试要求选择控制电磁阀导通，如想要进行压应力应变测试，控制电磁阀导通储气室1和第一气管61，同时控制压应力应变测试装置4中的应变片与动态应变仪导通，入射杆43发射出去，进而实现对压应力应变的检测，当需要进行拉应力应变检测时，控制电磁阀导通第四气管64，同时控制拉应力应变测试装置5中的应变片与动态应变仪导通，实现对拉应力应变的检测。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。