一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，包括分离式霍布金森杆，还包括温度调控装置，所述分离式霍布金森杆的入射杆前端和透射杆后端安装在温度调控装置内。本实用新型的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，在现有的分离式霍布金森杆实验技术的基础上加装半导体高低温调控装置，能够分析温度和应变率对橡胶材料力学特性的影响，通过分析可以得到高温、高应变率情况下橡胶材料的力学特性参数。
【专利说明】
一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置
技术领域
[0001]本实用新型属于材料力学领域，具体地说，涉及一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置。
【背景技术】
[0002]在数值计算中材料参数的准确性直接影响数值计算结果的可靠性。橡胶的材料参数是仿真计算中重要的参数之一，其材料特征对橡胶复合靶板抗射流侵彻性能有着重大影响。目前数值计算中橡胶的材料模型主要有Neo-Hookean模型、Mooney-Ri vi I in模型、Ogden模型、Yeoh模型、Arruda-Boyce模型、Polynomial模型。这些现有的模型均根据低应变情况下的试验拟合得到，是否可以描述橡胶材料高应变率，大变形情况下的力学特性需进一步验证。
[0003]以前关于橡胶材料力学特性的研究忽略了温度和应变率对橡胶材料性能的影响，然而高应变率会导致橡胶材料的力学性能发生较大的变化，特别是高应变率使得橡胶材料由橡胶态向玻璃态的转变温度增高。为测量变温时材料的应力-应变关系，目前常采用的温控装置为热电阻和液氮喷射，长时间、精确进行温度控制较为困难。
[0004]目前霍布金森杆系统测量的多为常温/室温情况下材料的应力-应变关系，而温度效应对橡胶、纤维、高聚物等材料的力学特性影响非常明显，因此通过加装温控系统，对测试变温度情况下材料的力学特性具有重要意义。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型所要解决现有材料力学特性的研究忽略了温度和应变率对材料性能影响，研究常用的温控装置不能长时间、精确进行温度控制的技术问题，提供了一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，包括分离式霍布金森杆，还包括温度调控装置，所述分离式霍布金森杆的透射杆前端和入射杆后端安装在温度调控装置内。
[0007]进一步的，所述温度调控装置包括壳体、固定装置、制冷片、温度传感器、加热装置、温度控制器和电压转化器;所述加热装置、制冷片和温度传感器均安装安装在所述壳体内部，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述电压转化器相连，所述壳体安装在所述固定装置上，被所述固定装置固定在所述分离式霍布金森杆上。
[0008]进一步的，所述加热装置和制冷片间隔均布在壳体内部。
[0009]进一步的，所述温度传感器包括热电偶和热电阻。
[0010]进一步的，所述加热装置包括热电阻。
[0011]进一步的，所述制冷片为半导体制冷片。
[0012]进一步的，所述壳体采用隔温材料制成。
[0013]与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果:
[0014]I)本实用新型的技术方案，可通过温度调控装置调节控制壳体内部的霍布金森杆入射杆和透射杆的温度，根据实际需要预设温度，长时间精确的控制温度。
[0015]2)本实用新型的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，在现有的分离式霍布金森杆的基础上加装半导体高低温调控装置，能够分析温度和应变率对材料力学特性的影响，通过分析可以得到高温、高应变率情况下材料的力学特性参数。
[0016]当然，实施本实用新型的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果O
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0018]图1所示为本实用新型实施例的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置的结构示意图；
[0019]图2所示为图1中的温度调控装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下将配合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0021]如图1所示，本实用新型的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，包括分离式霍布金森杆I，还包括温度调控装置2，所述分离式霍布金森杆I的透射杆101前端和入射杆102后端安装在温度调控装置2内。
[0022]分尚式霍布金森杆I包括透射杆101、入射杆102和子弹103;透射杆101上安装有半导体应变片106，前端安装有试验样品104;入射杆102上安装有前端安装有应变片107，前端安装有波形调整器105;半导体应变片106和应变片107分别和高动态应变记录仪108相连，接收和传递数据，高动态应变记录仪108再与波形调整器109相连，波形调整器109再与数据处理系统110连接。
[0023]透射杆101前端的试验样品104和入射杆102后端安装在温度调控装置2内。
[0024]如图2所示，温度调控装置2包括采用隔温材料制成的壳体201、固定装置202、半导体制冷片203、热电阻204、温度传感器205、温度控制器206和电压转化器207;所述半导体制冷片203和热电阻204间隔均布在所述壳体201内部，所述温度传感器205安装在所述壳体201内部，所述温度控制器206分别与所述温度传感器205和所述电压转化器207相连，所述壳体201安装在所述固定装置上202，被所述固定装置202固定在所述分离式霍布金森杆I上。
[0025]温度调控装置2内含36组半导体制冷片203，24组热电阻204和6个温度传感器205，可实现(_50°C至+70°C)范围内调温。温度调控装置2的壳体201内间隔均布半导体制冷片203和热电阻204，半导体制冷片203用于制冷，热电阻204用于加热，温度传感器205用于探测温度调控装置2内的温度。温度控制器206可以检测温度调控装置2内部的温度，同时可以根据实际需要预设温度。
[0026]将分离式霍布金森杆入射杆101、透射杆102通过预留孔穿入温度调控装置2的壳体201内，同时可通过温度调控装置2上的预留窗口将试件放入预定位置。半导体制冷片203和热电阻204共同作用下进行温度调节，温度传感器205用于探测温度调控装置2内的温度，并将信号返回温度控制器206，温度控制器206根据实际温度情况调节半导体制冷片203或者热电阻204工作，调整温度调控装置2内的温度到预设温度。
[0027]本实用新型的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，在现有的分离式霍布金森杆实验技术的基础上加装半导体高低温调控装置，能够分析温度和应变率对橡胶材料力学特性的影响，通过分析可以得到高温、高应变率情况下橡胶材料的力学特性参数。
[0028]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，同一个组件可能会有不同名词来称呼。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0029]还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0030]上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，包括分离式霍布金森杆，其特征在于，还包括温度调控装置，所述分离式霍布金森杆的透射杆前端和入射杆后端安装在所述温度调控装置内。2.如权利要求1所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述温度调控装置包括壳体、固定装置、制冷片、温度传感器、加热装置、温度控制器和电压转化器;所述加热装置、制冷片和温度传感器均安装安装在所述壳体内部，所述温度控制器分别与所述温度传感器和所述电压转化器相连，所述壳体安装在所述固定装置上，被所述固定装置固定在所述分离式霍布金森杆上。3.如权利要求2所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述加热装置和制冷片间隔均布在所述壳体内部。4.如权利要求3所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述温度传感器包括热电偶和热电阻。5.如权利要求4所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述加热装置包括所述热电阻。6.如权利要求5所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述制冷片为半导体制冷片。7.如权利要求6所述的可测量变温度情况下材料力学特性的试验装置，其特征在于，所述壳体采用隔温材料制成。
【文档编号】G01N3/18GK205449700SQ201620223193
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】祖旭东, 黄正祥, 言克斌, 肖强强, 贾鑫
【申请人】祖旭东, 南京理工大学