一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，属于动态弯压实验装置技术领域。

背景技术：

目前，对于混凝土等准脆性材料的动态抗拉力学实验特性的研究较少，主要是因为实验技术的不成熟以及理论的不完善。现有实验技术对于混凝土的动态抗拉试验的研究主要有直接拉伸和间接拉伸，间接拉伸实验技术主要有动态劈拉，层裂以及弯拉。对于动态弯拉实验技术的研究目前大部分基于落锤实验，但是落锤实验所对应的动态应变率为中低应变率，而对于中高应变率的研究主要使用的实验装置为分离式霍普金森实验装置，但是由于混凝土等准脆性材料，断裂时间小于应力波传播到支座的时间，导致透射杆上测不到透射波的存在。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可以减少传统试验中接触端头误差的基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，进一步的提供一种可以去除波整形器的基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，进一步的提供一种可以简化实验步骤的基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，更进一步的提供一种可以减小电信号误差的基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，在平台上从左到右依次设置动力装置、撞击杆、应变片、入射杆以及试件，所述动力装置以及所述撞击杆与所述入射杆分离，所述应变片与应变采集仪连接，所述应变采集仪与示波器连接，所述应变片设置在所述入射杆的中部，入射杆冲击端端部包括与所述试件线接触的侧棱以及与所述侧棱相邻的上侧面、下侧面，左侧面与右侧面，所述侧棱位于所述入射杆冲击端端部正中间。

所述入射杆冲击端与所述入射杆分体连接。

所述上侧面与下侧面为曲面。

其特征是，所述撞击杆与所述入射杆直径相同，所述直径为6-74mm。

其特征是，所述撞击杆与所述入射杆直径为37mm。

其特征是，所述侧棱宽度为6-74mm。

其特征是，所述应变片采用全桥接线法连接。

其特征是，所述动力装置包括气源动力装置。

本实用新型所达到的有益效果：由于混凝土等准脆性材料，断裂时间小于应力波传播到支座的时间，导致透射杆上测不到透射波的存在，本实用新型去除了透射杆装置，将试件直接放在平台上，可以简化实验步骤；采用入射杆冲击端端部与试件直接线接触的设计，可以减小入射杆与试件的接触面积，撞击作用时产生线荷载，还可以减少传统试验中的接触端头误差；采用侧棱位于入射杆冲击端端部正中间的设计，可以避免产生偏心；采用入射杆冲击端与入射杆采用一体化加工方式，便于生产，采用分体连接方式，便于替换；将入射杆冲击端端部上侧面与下侧面采用曲面设计可使其具有足够的刚度，防止变形，并且便于加工，本实用新型采用直径为6-74mm的撞击杆与入射杆，可以去除以前试验中所采用的波整形器，并减小直径过大导致的波的弥散效应，以及直径过小形成的集中荷载，；本实用新型在入射杆中部粘贴的应变片，采用全桥接线法连接，可以减小电信号的误差。

附图说明

图1是试验装置示意图；

图2是实施例1入射杆撞击端主视图；

图3是实施例2入射杆撞击端主视图；

图4是实施例3入射杆撞击端主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1与图2所示，一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，在平台上从左到右依次设置气源1、撞击杆2、应变片3、入射杆4以及试件5，必要时可以用垫块来调整试件5位置，所述气源1以及所述撞击杆2与所述入射杆4分离，所述应变片3采用全桥接线法连接，所述应变片3与应变采集仪6连接，所述应变采集仪6与示波器7连接，所述应变片3设置在所述入射杆4的中部，入射杆冲击端41端部包括与所述试件5线接触的侧棱411以及与所述侧棱411相邻的上侧面412、下侧面413、左侧面与右侧面，所述侧棱411位于所述入射杆冲击端41端部正中间，所述入射杆冲击端41与所述入射杆4采用一体化加工的方式，便于生产，所述上侧面412与下侧面413为曲面设计，所述撞击杆2与所述入射杆4直径相同，为37mm，所述侧棱411宽度为37mm，所述侧棱411宽度可以比所述入射杆4直径小。

具体实验步骤如下：

在入射杆冲击端41端部涂抹少量凡士林，将试件5与入射杆冲击端41端部贴合在一起，撞击杆2在气源1的作用下撞击入射杆4，从而试件5破坏，记录入射波和反射波的大小，然后根据一维弹性波理论得到的撞击速度的公式结合无限长梁模型计算给出的弯矩的计算公式可以算得到弯矩，最终可以通过应力的计算公式可以计算出破坏时试件5的弯拉强度。

实施例2

如图3所示，一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，在平台上从左到右依次设置气源1、撞击杆2、应变片3、入射杆4、入射杆冲击端41以及试件5，必要时可以用垫块来调整试件5位置，所述入射杆冲击端41与所述入射杆4分别加工安装连接，便于磨损替换。所述气源1以及所述撞击杆2与所述入射杆4分离，所述应变片3采用半桥接线法连接，所述应变片3与应变采集仪6连接，所述应变采集仪6与示波器7连接，所述应变片3设置在所述入射杆4的中部，所述入射杆冲击端41端部包括与所述试件5线接触的侧棱411以及与所述侧棱411相邻的上侧面412、下侧面413、左侧面与右侧面，所述侧棱411位于所述入射杆冲击端41端部正中间，所述上侧面412与下侧面413为平面设计，所述撞击杆2与所述入射杆4直径相同，为6mm，所述侧棱411宽度为6mm。实验步骤同实施例1。

实施例3

如图4所示，一种基于霍普金森压杆技术的动态弯拉试验装置，在平台上从左到右依次设置气源1、撞击杆2、应变片3、入射杆4、入射杆冲击端41以及试件5，必要时可以用垫块来调整试件5位置，所述入射杆冲击端41与所述入射杆4分别加工安装，便于磨损替换。所述气源1以及所述撞击杆2与所述入射杆4分离，所述应变片3采用全桥接线法连接，所述应变片3与应变采集仪6连接，所述应变采集仪6与示波器7连接，所述应变片3设置在所述入射杆4的中部，所述入射杆冲击端41端部包括与所述试件5线接触的侧棱411以及与所述侧棱411相邻的上侧面412、下侧面413、左侧面与右侧面，所述侧棱411位于所述入射杆冲击端41端部正中间，所述上侧面412与下侧面413为折面设计，所述撞击杆2与所述入射杆4直径相同，为74mm，所述侧棱411宽度为74mm，，所述侧棱411宽度可以比所述入射杆4直径小。实验步骤同实施例1。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。