专利名称：一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冲击膨胀环实验装置，尤其是涉及一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置。
背景技术：
目前，动态加载下的膨胀环实验装置主要分为电磁膨胀环实验装置和爆炸膨胀环实验装置两种。电磁膨胀环实验装置是通过电磁力驱动环形试件膨胀，能精确的控制环的膨胀应变率；但能达到的应变率较低，且要求环的电导率较高，并且环的尺寸不能太大，故电磁膨胀环实验装置只能针对导电良好的小尺寸金属环试件，且所需大电容器作为电磁加载装置，造价较昂贵。爆炸膨胀环实验装置是利用冲击波驱动环形试件，使其获得初始动能后自由膨胀，爆炸冲击波可以使试件获得较大动能而达到较高应变率，试件材料不受限，且温升不明显；但爆炸的随机性也使得实验装置的应变率调节困难，整体实验装置成本也较高，由于国内对炸药的控制，爆炸膨胀环实验装置不利于推广，且此实验装置不适于室内试验。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于室内试验的基于落锤的冲击膨胀环实验装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于包括冲击活塞、前驱动活塞筒、后密封活塞座、第一空心螺栓、第二空心螺栓、第一空心垫圈和第二空心垫圈，所述的第一空心螺栓带有第一螺帽，所述的第二空心螺栓带有第二螺帽，前驱动活塞筒固定在后密封活塞座上，冲击活塞伸入所述的前驱动活塞筒内，第一空心螺栓固定在后密封活塞座内，第二空心螺栓固定在前驱动活塞筒下端，所述的第一空心垫圈套在第一螺帽外，所述的第二空心垫圈套在第二螺帽外，第一空心垫圈和第二空心垫圈之间放置有圆环形试件，第一螺帽与第二螺帽之间具有一定间隙，所述的间隙的高度略小于圆环形试件的厚度，所述的间隙与前驱动活塞筒的内腔相通。间隙的高度略小于圆环形试件的厚度，可以防止膨胀环的移动，起到定位的作用。所述的前驱动活塞筒内、第一空心螺栓和第二空心螺栓中都充满有液压油。所述的冲击活塞的活塞杆上设置有活塞环。所述的前驱动活塞筒的筒壁上设置有加油孔，加油孔上配有加O型圈的螺钉。所述的前驱动活塞筒包括筒体和底座，所述的底座的外径大于筒体的外径，所述的底座设置有外螺纹，所述的后密封活塞座设置有内螺纹，所述的前驱动活塞筒的外螺纹与后密封活塞座的内螺纹相互配合，所述的底座上设置有细小的排气孔。与现有技术相比，本实用新型的优点是I :利用液压油的近似不可压缩的特性，可将较低的轴向打击速度转化为较高的径向膨胀速度，并避免了圆环形试件的温升和应力波效应，同时保证了试件的一维应力状态和原始的力学性能；2 :空心螺栓可以有多种尺寸，方便进行不同尺寸圆环形试环的实验；3.实验装置基于落锤实验技术，落锤在国内外应用较广泛，在此基础上本实用新型利于推广。本实用新型基于落锤技术，通过液压油的膨胀驱动，对试件材料无限制，实验装置造价低廉，安全可靠，便于工程上应用。
图I为为本实用新型的示意图；图2为图I中B-B的剖视图；图3为图2中A的放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，包括冲击活塞I、前驱动活塞筒2、后密封活塞座3、第一空心螺栓4、第二空心螺栓5、第一空心垫圈6和第二空心垫圈7，第一空心螺栓4带有第一螺帽41，第二空心螺栓5带有第二螺帽51，前驱动活塞筒2固定在后密封活塞座3上，冲击活塞I伸入前驱动活塞筒2内，第一空心螺栓4固定在后密封活塞座3内，第二空心螺栓5固定在前驱动活塞筒2下端，第一空心垫圈6套在第一螺帽41外，第二空心垫圈7套在第二螺帽51外，第一空心垫圈6和第二空心垫圈7之间放置有圆环形试件8，第一螺帽41与第二螺帽42之间具有一定间隙9，间隙9的高度略小于圆环形试件8的厚度，间隙9与前驱动活塞筒2的内腔相通。前驱动活塞筒2内、第一空心螺栓4和第二空心螺栓5中都充满有液压油。冲击活塞I的活塞杆10上设置有活塞环11。前驱动活塞筒2的筒壁上设置有加油孔12，加油孔12上配有加O型圈的螺钉13。前驱动活塞筒2包括筒体21和底座22，底座22的外径大于筒体21的外径，底座22设置有外螺纹，后密封活塞座3设置有内螺纹，前驱动活塞筒的外螺纹与后密封活塞座的内螺纹相互配合，底座上设置有细小的排气孔23。将组合好的冲击膨胀环实验装置作为一个整体试件置于落锤装载架上，锤头下落时给冲击活塞一个初始动能，具有轴向速度的冲击活塞压缩体积近似不可压缩的液压油，从而使其获得一个径向的膨胀速度并驱动圆环形试件膨胀，圆环形试件受到冲击拉伸载荷直至断(碎)裂。作为工程应用，标定后的冲击膨胀环实验装置可以方便快捷的估计材料冲击拉伸强度的范围和材料的断裂能范围。通过以上几方面配合，该种冲击膨胀环实验的装置达到实验目的，并且这在实际使用中得到了验证。
权利要求1.一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于包括冲击活塞、前驱动活塞筒、后密封活塞座、第一空心螺栓、第二空心螺栓、第一空心垫圈和第二空心垫圈，所述的第一空心螺栓带有第一螺帽，所述的第二空心螺栓带有第二螺帽，前驱动活塞筒固定在后密封活塞座上，冲击活塞伸入所述的前驱动活塞筒内，第一空心螺栓固定在后密封活塞座内，第二空心螺栓固定在前驱动活塞筒下端，所述的第一空心垫圈套在第一螺帽外，所述的第二空心垫圈套在第二螺帽外，第一空心垫圈和第二空心垫圈之间放置有圆环形试件，第一螺帽与第二螺帽之间具有一定间隙，所述的间隙的高度略小于圆环形试件的厚度，所述的间隙与前驱动活塞筒的内腔相通。
2.根据权利要求I所述的一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于所述的前驱动活塞筒内、第一空心螺栓和第二空心螺栓中都充满有液压油。
3.根据权利要求2所述的一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于所述的冲击活塞的活塞杆上设置有活塞环。
4.根据权利要求3所述的一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于所述的前驱动活塞筒的筒壁上设置有加油孔，加油孔上配有加O型圈的螺钉。
5.根据权利要求4所述的一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，其特征在于所述的前驱动活塞筒包括筒体和底座，所述的底座的外径大于筒体的外径，所述的底座设置有外螺 纹，所述的后密封活塞座设置有内螺纹，所述的前驱动活塞筒的外螺纹与后密封活塞座的内螺纹相互配合，所述的底座上设置有细小的排气孔。
专利摘要本实用新型公开了一种基于落锤的冲击膨胀环实验装置，前驱动活塞筒固定在后密封活塞座上，冲击活塞伸入前驱动活塞筒内，第一空心螺栓固定在后密封活塞座内，第二空心螺栓固定在前驱动活塞筒下端，第一空心垫圈套在第一螺帽外，第二空心垫圈套在第二螺帽外，第一空心垫圈和第二空心垫圈之间放置有圆环形试件，第一螺帽与第二螺帽之间具有一定间隙，间隙的高度略小于圆环形试件的厚度，间隙与前驱动活塞筒的内腔相通，其优点是利用液压油的近似不可压缩的特性，可将较低的轴向打击速度转化为较高的径向膨胀速度，并避免了圆环形试件的温升和应力波效应，同时保证了试件的一维应力状态和原始的力学性能。
文档编号G01N3/30GK202583016SQ20122020819
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者郑宇轩, 周风华 申请人:宁波大学