一种用于霍普金森压杆实验的试块保护装置

1.本实用新型涉及霍普金森压杆实验装置领域，尤其涉及一种用于霍普金森压杆实验的试块保护装置。


背景技术：

2.在研究材料的动态力学性能的过程中，重要的方法之一是通过霍普金森杆来进行实验。霍普金森装置被广泛运用于测试混凝土试块的动态力学性能，研究材料在冲击荷载下的应力-应变关系和破坏机理。当驱动撞击杆撞击入射杆时，在入射杆和透射杆之间放置试块，通过采集入射杆和透射杆的应变脉冲-时间波形，就可得到作用于试块的冲击荷载。而改变撞击速度就可以改变作用于试块的冲击荷载和试块的应变率。通过多次测试，就能得到试块在不同应变率下表现出的不一样的应力-应变关系。通过研究应力-应变关系就可以得到材料的动态力学性能。
3.在进行霍普金森的实验过程中，混凝土等脆性试块材料在实验过程中将产生碎块飞溅，其会对霍普金森杆和摄像机镜头造成不同程度的破坏；尤其随着试验速度的不断增加，实验试块破坏后更容易四处飞溅，其容易导致试块碎屑无法收集的情况，影响后续试样形态的分析。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效保护霍普金森杆和摄像机镜头，且有效收集试块碎屑的用于霍普金森压杆实验的试块保护装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
6.包括试块保护箱和两组夹紧保护套，所述试块保护箱设于试块外，且所述试块保护箱的两端侧壁设有供霍普金森杆穿过的贯穿孔；两个所述夹紧保护套分别安装于一所述试块保护箱的贯穿孔位置，并夹紧所述试块保护箱外侧的霍普金森杆。
7.所述夹紧保护套包括安装部、与安装部连接的弹性压紧部，以及套设于弹性压紧部外的绑紧件，其中，所述夹紧保护套通过所述安装部可拆卸地安装于所述试块保护箱上，所述弹性压紧部在所述绑紧件的压紧作用力下贴紧所述霍普金森杆。
8.所述安装部包括两个分体块，两个所述分体块套设于所述霍普金森杆外，并相互插接配合。
9.所述绑紧件包括绑紧带和安装带；所述绑紧带套设于所述弹性压紧部外，并通过套设于绑紧带外的所述安装带固定位置。
10.所述绑紧带为多个，多个所述绑紧带沿所述弹性压紧部的轴向间隔布置；所述安装带为多个，多个所述安装带沿所述绑带的长度方向间隔布置。
11.所述夹紧保护套为圆台形保护套，所述圆台形保护套的大径段与所述试块保护箱连接。
12.所述安装部与所述试块保护箱之间设有限位部件，所述限位部件包括多个插接
孔，以及多个与插接孔对应的配合凸起，所述插接孔设于所述贯穿孔和所述安装部的其中一个上，另一个上设有所述配合凸起。
13.所述试块保护箱包括上箱体、下箱体和箱体安装组件，所述箱体安装组件包括限位槽和插销部件，所述限位槽设于所述上箱体和所述下箱体的其中一个上，另一个与所述限位槽插接配合；所述插销部件设于所述上箱体和所述下箱体之间。
14.所述上箱体的顶部，以及所述下箱体的侧部均设有方便试块保护箱移动的把手。
15.所述试块保护箱的侧面与试块对应的位置设有方便观察和拍摄试块破裂情况的透明板。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.本实用新型在试块外设置试块保护箱，试块保护箱的两端侧壁设有供霍普金森杆穿过的贯穿孔，其使得试块在实验破裂时收集至试块保护箱内，其不会对霍普金森杆和摄像机镜头造成破坏；且试块碎屑可有效收集至试块保护箱内，可方便对试块进行后续形态分析。
18.同时，试块保护箱的贯穿孔位置设有两个夹紧保护套，夹紧保护套夹紧试块保护箱外侧的霍普金森杆，其使得试块碎屑不会从贯穿孔位置飞溅至试块保护箱外侧的霍普金森杆，避免了霍普金森杆磨损现象的发生。同时，本实用新型的试块保护装置结构简单、操作方便。
附图说明
19.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
20.图1是本实用新型霍普金森试块保护装置的结构示意图。
21.图2是本实用新型霍普金森试块保护装置的主剖视图。
22.图3是本实用新型圆台形护罩的主视图。
23.图4是本实用新型圆台形护罩的俯视图。
24.图5是本实用新型试块保护箱的分解结构示意图。
25.图中各标号表示：
26.1、试块保护箱；11、贯穿孔；12、上箱体；13、下箱体；14、限位槽；15、插销部件；2、夹紧保护套；21、安装部；211、分体块；22、弹性压紧部；23、绑紧件；231、绑紧带；232、安装带；3、试块；4、霍普金森杆；5、限位部件；51、插接孔；52、配合凸起；6、把手；7、透明板。
具体实施方式
27.下面将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
28.如图1和图2所示，本实施例的用于霍普金森压杆实验的试块保护装置，包括试块保护箱1和两组夹紧保护套2。其中，试块保护箱1设于试块3外，且试块保护箱1的两端侧壁设有供霍普金森杆4穿过的贯穿孔11，其使得试块3在实验破裂时收集至试块保护箱1内，其不会对霍普金森杆4和摄像机镜头造成破坏；且试块碎屑可有效收集至试块保护箱1内，可方便对试块3进行后续形态分析。
29.同时，两个夹紧保护套2分别安装于一试块保护箱1的贯穿孔11位置，且两个夹紧
保护套2夹紧试块保护箱1外侧的霍普金森杆4，其使得试块碎屑不会从贯穿孔11位置飞溅至试块保护箱1外侧的霍普金森杆4，避免了霍普金森杆4磨损现象的发生。同时，本实用新型的试块保护装置结构简单、操作方便。
30.如图3所示，夹紧保护套2包括安装部21、弹性压紧部22和绑紧件23。其中，安装部21可拆卸地安装于试块保护箱1的贯穿孔11处；弹性压紧部22与安装部21插接配合；绑紧件23套设于弹性压紧部22外。夹紧保护套2通过安装部21可拆卸地安装于试块保护箱1上，弹性压紧部22在绑紧件23的压紧作用力下贴紧霍普金森杆4。本实用新型夹紧保护套2的结构简单、拆装方便，且通过绑紧件23调节弹性压紧部22的孔径即可实现与不同规格尺寸的霍普金森杆4的紧密贴合，避免了霍普金森杆4磨损现象的发生。本实施例中，安装部21为金属材质，弹性压紧部22为橡胶材料。
31.进一步地，绑紧件23包括绑紧带231和安装带232。其中，绑紧带231套设于弹性压紧部22外，安装带232的两端固定在弹性压紧部22上，绑紧带231穿过安装带232即可实现有效限位，同时，通过拉紧绑紧带231即可达到将弹性压紧部22收缩至与霍普金森杆4贴合的状态。其绑紧件23结构简单，可适用于不同规格尺寸的霍普金森杆4的紧密贴合。
32.更进一步地，绑紧带231为多个，多个绑紧带231沿弹性压紧部22的轴向间隔布置，以进一步保证弹性压紧部22与霍普金森杆4的紧密贴合。同时；安装带232也可设置为多个，多个安装带232沿绑紧带231的长度方向间隔布置，以有效固定绑紧带231的位置。
33.如图4所示，安装部21包括两个分体块211，两个分体块211套设于霍普金森杆4外，且两个分体块211相互插接配合。安装部21分体设置的形式方便夹紧保护套2的拆装，其大大提高了保护装置的安装效率。
34.进一步地，夹紧保护套2为圆台形保护套。圆台形保护套的大径段与试块保护箱1可拆卸地连接，圆台形保护套的小径段供霍普金森杆4穿出。圆台形保护套的设置在保证夹紧保护套2可靠安装于贯穿孔11位置的同时，保证了与霍普金森杆4的紧密贴合。
35.如图3和图5所示，安装部21与试块保护箱1之间设有限位部件5，限位部件5包括多个插接孔51和多个配合凸起52。其中，多个插接孔51沿贯穿孔11的外周布置，多个配合凸起52沿安装部21的周向布置，配合凸起52与插接孔51插接配合，以实现夹紧保护套2的有效固定。在其他实施例中，也可将插接孔51设置在安装部21上，配合凸起52设置在贯穿孔11的外周。
36.如图5所示，试块保护箱1包括上箱体12、下箱体13和箱体安装组件。箱体安装组件包括限位槽14和插销部件15，限位槽14设于下箱体13的顶部外周，上箱体12插设于限位槽14内，以实现上箱体12和下箱体13的连接；插销部件15设于上箱体12和下箱体13之间，以进一步固定上箱体12和下箱体13的位置，保证上箱体12和下箱体13不受动态冲击实验的影响。在其他实施例中，限位槽14也可设于上箱体12的底部外周。
37.进一步地，上箱体12的顶部，以及所述下箱体13的侧部均设有把手6，以方便试块保护箱1的移动，提高操作安装的便利性。同时，试块保护箱1的侧面与试块3对应的位置设有透明板7，以方便观察和拍摄试块3的破裂情况。
38.本实施例中，用于霍普金森压杆实验的试块保护装置的操作过程为：
39.(1)将下箱体13放置在试块3下方，将上箱体12与下箱体13连接固定；
40.(2)将两个弹性压紧部22分别套入试块3两侧的霍普金森杆4外，将安装部21的分
体块211套设于霍普金森杆4外并与试块保护箱1连接，之后，将弹性压紧部22与安装部21连接；
41.(3)拉紧弹性压紧部22外的绑紧带231，保证霍普金森杆4与弹性压紧部22无空隙紧密贴合，之后固定绑紧带231；试验时，可通过高速相机观察试件的破碎情况。
42.(4)实验完成后，先拆卸安装部21，之后打开插销部件15拆卸上箱体12、移走下箱体13，并取出弹性压紧部22。
43.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。