一种新型霍普金森杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械技术领域，具体涉及一种新型霍普金森杆。
【背景技术】
[0002]霍普金森杆的研究从J.Hopkinson的铁丝冲击拉伸试验开始，后经B.Hopkinson、Dunn、Davies、Kolsky的研究，产生了现在的分离式霍普金森杆。我国中南大学李夕兵教授等在此基础上又进行了改进，改进后的霍普金森杆满足了能够同时施加动载和静载的要求，但不能对速度不同的气体分子进行筛选，对冲头形成特定冲击，来控制产生的应力波，也不能将不同频率的波形分开显示在示波器上。因此，设计一种新型霍普金森杆，可为更好的研究与冲击地压预测和防治密切相关的煤岩组合试样中的应力波传播机制与能量耗散机制提供基础，具有现实意义。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:针对上述技术中存在的缺陷，本实用新型是为了提供一种新型霍普金森杆，通过对速度不同的气体分子进行筛选，实现将不同频率的波形分开显示在示波器上。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种新型霍普金森杆，包括支撑架、围压加载装置、入射杆、透射杆、气缸、压力舱、分子速度筛选装置、轴压加载装置及测试系统，用于放置试块的所述围压加载装置设置在支撑架的中部，入射杆和透射杆在支撑架内，入射杆和透射杆布置在围压加载装置的左右两侧。所述入射杆的右端及透射杆的左端伸入围压加载装置，入射杆的左端配置有竖直的挡板，所述轴压加载装置固定在支撑架右端。所述压力舱位于支撑架的左侧，压力舱的左端通过分子速度筛选装置与气缸连接，压力舱靠近右端的内部安装有冲头，压力舱的右端面与挡板之间具有间隔。所述测试系统一端连接入射杆的外壁，另一端连接透射杆的外壁。
[0006]优选地，所述测试系统包括应变片、滤波器及示波器，应变片有两个，且分别设置在入射杆和透射杆的外壁上，入射杆上的应变片通过导线与滤波器连接，滤波器通过导线与示波器连接，示波器还通过导线与透射杆上的应变片连接。
[0007]优选地，所述滤波器包括低通滤波器、高通滤波器及带通滤波器，低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器并联后通过导线一端与入射杆上的应变片连接，一端与示波器连接。
[0008]优选地，所述分子速度筛选装置一端与气缸套接，另一端与压力舱套接。
[0009]优选地，所述入射杆、透射杆及冲头的轴向相同，且在同一条直线上。
[0010]通过采用前述技术方案，本实用新型的有益技术效果是:新型霍普金森杆的分子速度筛选装置内圆盘的转速可以调节。确定产生不同应力波的气体分子速度后，便可调节圆盘转速，筛选气体分子，使冲头撞击挡板后在入射杆后形成特定的应力波，以便能单独研究不同性质的应力波对煤岩组合试样破坏的影响。新型霍普金森杆线路中连接的滤波器可以更换，将具有不同中心频率的带通滤波器和具有不同截止频率的低通、高通滤波器滤波器并联接入线路中，对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，在示波器上显示特定的波形，以便研究应力波的波形及特征。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型一种新型霍普金森杆的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0013]结合图1，一种新型霍普金森杆，包括支撑架1、围压加载装置2、入射杆3、透射杆4、气缸5、压力舱6、分子速度筛选装置7、轴压加载装置8及测试系统，用于放置试块的所述围压加载装置2设置在支撑架I的中部，入射杆3和透射杆4在支撑架I内，入射杆3和透射杆4布置在围压加载装置2的左右两侧，所述入射杆3和透射杆4的轴向相同，且在同一条直线上。所述入射杆3的右端及透射杆4的左端伸入围压加载装置2，入射杆3的左端固定设置有竖直的挡板11，所述轴压加载装置8固定在支撑架I的右端，轴压加载装置8的左端顶住透射杆4。
[0014]所述压力舱6位于支撑架I的左侧，压力舱6的左端通过分子速度筛选装置7与气缸5连接，分子速度筛选装置7 —端与气缸5套接，另一端与压力舱6的左端套接，分子速度筛选装置7与气缸5和压力舱6紧密套接，保证密闭性，防止气体分子泄露。气缸5内的气体分子经过分子速度筛选装置7后符合一定速度的分子进入到压力舱6内，所述压力舱6靠近右端的内部安装有冲头9，压力舱6的右端面与挡板11之间具有间隔，压力舱6内的气体推动冲头9向右运动撞击设置在入射杆3左端的挡板11。受到应力波作用的入射杆3对设置于围压加载装置2的试样挤压，入射杆3受到的轴向应力通过试样压缩透射杆4，同时透射杆4右侧的轴压加载装置8将对其施加反作用力，入射杆3及透射杆4将沿其轴向因受压而发生微变形。
[0015]所述测试系统包括应变片10、滤波器12及示波器13，应变片10有两个，分别固定设置在入射杆3和透射杆4的外壁上，设置在入射杆3外壁上的应变片10通过导线与滤波器12连接，滤波器12通过导线与示波器13连接，示波器13还通过导线与设置在透射杆4外壁上的应变片10连接。滤波器12包括低通滤波器14、高通滤波器15及带通滤波器16，低通滤波器14、高通滤波器15和带通滤波器16并联后通过导线一端与入射杆3上的应变片10连接，一端与示波器13相连接。
[0016]分子速度筛选装置7和滤波器12可分别单独工作，即分子速度筛选装置对一定速度的气体分子进行筛选时，滤波器12可停止作用，滤波器12对特定频率进行滤除时，分子速度筛选装置7可停止作用。通过调节分子速度筛选装置7对气缸内的符合条件的气体分子进行筛选，能形成特定的应力波。可通过更换滤波器12的并联体，对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，能在示波器13上显示特定的波形，以便能单独研究不同性质的应力波对煤岩组合试样破坏的影响。
[0017]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种新型霍普金森杆，包括支撑架、围压加载装置、入射杆、透射杆、气缸、压力舱、分子速度筛选装置、轴压加载装置及测试系统，其特征在于，用于放置试块的所述围压加载装置设置在支撑架的中部，入射杆和透射杆在支撑架内，入射杆和透射杆布置在围压加载装置的左右两侧；所述入射杆的右端及透射杆的左端伸入围压加载装置，入射杆的左端配置有竖直的挡板，所述轴压加载装置固定在支撑架右端；所述压力舱位于支撑架的左侧，压力舱的左端通过分子速度筛选装置与气缸连接，压力舱靠近右端的内部安装有冲头，压力舱的右端面与挡板之间具有间隔；所述测试系统一端连接入射杆的外壁，另一端连接透射杆的外壁。2.根据权利要求1所述的一种新型霍普金森杆，其特征在于，所述测试系统包括应变片、滤波器及示波器，应变片有两个，且分别设置在入射杆和透射杆的外壁上，入射杆上的应变片通过导线与滤波器连接，滤波器通过导线与示波器连接，示波器还通过导线与透射杆上的应变片连接。3.根据权利要求2所述的一种新型霍普金森杆，其特征在于，所述滤波器包括低通滤波器、高通滤波器及带通滤波器，低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器并联后通过导线一端与入射杆上的应变片连接，一端与示波器连接。4.根据权利要求1所述的一种新型霍普金森杆，其特征在于，所述分子速度筛选装置一端与气缸套接，另一端与压力舱套接。5.根据权利要求1所述的一种新型霍普金森杆，其特征在于，所述入射杆、透射杆及冲头的轴向相同，且在同一条直线上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型霍普金森杆，包括支撑架、围压加载装置、入射杆、透射杆、气缸、压力舱、分子速度筛选装置、轴压加载装置及测试系统，用于放置试块的所述围压加载装置设置在支撑架的中部，入射杆和透射杆分别连接围压加载装置的左右两侧。入射杆的左端配置有竖直的挡板，所述轴压加载装置固定在支撑架右端。压力舱位于支撑架的左侧，压力舱的左端通过分子速度筛选装置与气缸连接，压力舱靠近右端的内部安装有冲头，压力舱的右端面与挡板之间具有间隔。所述测试系统一端连接入射杆的外壁，另一端连接透射杆的外壁。该新型霍普金森杆通过对速度不同的气体分子进行筛选，实现将不同频率的波形分开显示在示波器上。
【IPC分类】G01N3/00, G01N3/02
【公开号】CN204789116
【申请号】CN201520469736
【发明人】赵帅, 孔栋, 赵吉玉, 刘思利
【申请人】山东科技大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月2日