压拉通用霍普金森杆装置

摘要

本发明公开了一种压拉通用霍普金森杆装置，目的是将压缩和拉伸加载集成为一个实验系统。技术方案是它由双向发射气体炮和杆件系统组成。双向发射气体炮根据实验的需要将子弹向左或向右加速，由高压气罐、炮管、进气控制阀门、第一出气控制阀门、第二出气控制阀门、第一连接管、第二连接管、第一气体转换接头、第二气体转换接头、圆柱形或圆筒形子弹、与圆柱形或圆筒形子弹相应的圆柱形或圆筒形顶塞、顶针组成。杆件系统由压缩入射杆、压缩透射杆、拉伸入射杆、拉伸透射杆和应变片组成。本发明克服了霍普金森压杆与拉杆需要分别建立两套独立设备的困难，实现了对霍普金森压杆与拉杆的集成，并且装置在两种加载形式之间的可以方便转换。

主权项

1.一种压拉通用霍普金森杆装置，由气体炮和杆件系统组成，其特征在于气体炮是双向发射气体炮，双向发射气体炮由高压气罐(1)、第一出气控制阀门(201)、第二出气控制阀门(202)、进气控制阀门(203)、第一连接管(301)、第二连接管(302)、第一气体转换接头(401)、第二气体转换接头(402)、炮管(5)、圆柱形顶塞(6)、顶针(7)、圆筒形顶塞(8)、弹托(9)、圆柱形子弹(10)、圆筒形子弹(14)组成；杆件系统由压缩入射杆(11)、压缩透射杆(13)、拉伸入射杆(15)、拉伸透射杆(17)和应变片(18)组成，压缩入射杆(11)、压缩透射杆(13)、拉伸入射杆(15)及拉伸透射杆(17)上分别粘贴有应变片(18)，拉伸入射杆(15)一端带有突出法兰；高压气罐(1)为一端留有进气孔、两端均留有出气孔的圆筒形气缸；炮管(5)为筒形长管，炮管(5)与第一气体转换接头(401)和第二气体转换接头(402)连接处的侧壁分别对称分布有进气孔(19)；第一出气控制阀门(201)、第二出气控制阀门(202)为通用手动阀或者电磁阀，进气控制阀门(203)控制气体进入高压气罐(1)，第一出气控制阀门(201)、第二出气控制阀门(202)控制气体出高压气罐(1)；第一连接管(301)、第二连接管(302)为橡胶软管；第一气体转换接头(401)是改变气体方向将气体导入到炮管(5)的装置，是一内部有空腔、三面开孔的方体或圆柱体结构，第二气体转换接头(402)与第一气体转换接头(401)结构相同；进气控制阀门(203)安装在高压气罐(1)的进气口上，第一出气控制阀门(201)安装在高压气罐(1)左端的出气口上，依次通过密封螺纹连接第一连接管(301)、第一气体转换接头(401)的盲孔；第一气体转换接头(401)通过通孔套在炮管(5)左端，通孔内侧和炮管(5)之间加密封圈封闭；第二出气控制阀门(202)安装在高压气罐(1)右端的出气口上，依次通过密封螺纹连接第二连接管(302)、第二气体转换接头(402)的盲孔；第二气体转换接头(402)通过通孔套在炮管(5)右端，通孔内侧和炮管(5)之间加密封圈封闭；将本发明用作霍普金森压杆时，双向发射气体炮采用弹托(9)、圆柱形子弹(10)和圆柱形顶塞(6)，杆件系统采用压缩入射杆(11)、压缩透射杆(13)和应变片(18)；压缩试样(12)夹在压缩入射杆(11)和压缩透射杆(13)之间，炮管(5)、压缩入射杆(11)、压缩试样(12)、压缩透射杆(13)安装时均在同一直线上；圆柱形顶塞(6)是外径与炮管(5)内径相同的圆柱，通过螺栓固定在炮管(5)右侧顶端；在圆柱形顶塞(6)的插入炮管(5)内的底面的中心插有一根顶针(7)，顶针(7)朝向炮管(5)内侧；第二出气控制阀门(202)控制高压气罐(1)中的高压气体经过第二连接管(302)及第二气体转换接头(402)到达炮管(5)，将弹托(9)和圆柱形子弹(10)加速向左发射；圆柱形子弹(10)被加速后撞击压缩入射杆(11)在杆中形成压缩波，压缩波对压缩试样(12)进行压缩加载，压缩试样(12)的应力状态由贴在压缩入射杆(11)和压缩透射杆(13)上的应变片(18)测量得到；将本发明用作霍普金森拉杆时，双向发射气体炮采用圆筒形子弹(14)和圆筒形顶塞(8)，杆件系统采用拉伸入射杆(15)、拉伸透射杆(17)和应变片(18)；拉伸试样(16)通过螺纹连接在拉伸入射杆(15)和拉伸透射杆(17)之间，炮管(5)、拉伸入射杆(15)、拉伸试样(16)、拉伸透射杆(17)安装时均在同一直线上；圆筒形顶塞(8)外径与炮管(5)内径气密滑动配合，内径与拉伸入射杆(15)的外径滑动配合，通过螺栓固定在炮管(5)左侧顶端；在圆筒形顶塞(8)的插入炮管(5)内的环状底面均匀插入两根顶针(7)；拉伸入射杆(15)穿过圆筒形顶塞(8)，伸到炮管(5)内；第一出气控制阀门(201)控制高压气罐(1)中的高压气体通过第一连接管(301)及第一气体转换接口(401)进入炮管(5)，将圆筒形子弹(14)加速向右发射；圆筒形子弹(14)被加速后撞击拉伸入射杆(15)顶端的法兰，在杆中形成拉伸波，拉伸波对拉伸试样(16)进行拉伸加载，拉伸试样(16)的应力状态由贴在拉伸入射杆(15)和拉伸透射杆(17)上的应变片(18)测量得到。