[发明专利]高速冷打模拟实验的试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及关于材料的力学特性研究的实验中涉及的一种冷打模拟实验的试验方法。 

背景技术

高速冷打成形是高速局部动态冲击加载条件下的金属塑性变形，成形过程包含着热、力、能量、速度等多场强耦合效应，导致金属材料在成形过程中的物理力学行为与传统的塑性成形的物理力学行为必定存在差异。为了深入研究高速冷打的成形机理，就要先获得材料在高应变率条件下的力学特性。目前被最广泛使用来测试材料在高应变率下力学特性的实验装置是分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，简称SHPB），它可以测试材料在 -应变率范围内的应力-应变曲线。例如在申请号为200620031882.9的中国实用新型专利的公开说明书中公开了一种大直径分离式霍普金森压杆，该装置通过其气动装置的炮口排放的高压气体来推动撞击杆，而撞击杆通过入射杆将撞击传递到被测试样上，然后再通过透射杆将撞击效果传递到阻尼机构上，在整个撞击过程中，被测材料试样的变形效果通过超动态应变仪在入射杆和透射杆上测量到的数据判断，但是由于在测试过程中，被测材料试样处于入射杆和透射杆之间的封闭管道中，因此实验人员无法对试样的变形过程进行观测和记录。 

发明内容

本发明提供了一种高速冷打模拟实验的试验方法，旨在解决现有技术对被测材料试样的测试过程中，被测材料试样的变形过程无法观测和记录的问题。 

为了解决上述问题，本发明的冷打模拟实验的试验方法的技术方案如下： 

一种高速冷打模拟实验的试验方法，所述试验方法包括以下步骤，第一步,在与气动装置的炮口连通的发射管的出口处固定被测材料试样，并使被测材料试样的待检测区域与发射管内装设的撞击杆在发射管的长度方向上对齐；第二步,启动气动装置，气动装置的炮口内喷射出的高压气体推动撞击杆在发射管内滑行，撞击杆的前端在发射管的出口处撞击到被测材料试样的待检区域，且撞击杆的后端仍处于发射管内，同时通过设置于发射管外的对准发射管的出口处的高速摄像仪和/或红外热像仪拍摄撞击过程中被测材料试样的变形过程。

本发明通过先将被测材料试样固定气动装置一侧设置的发射管的出口处，然后通过气动装置的炮口喷射出的高压气体推动发射管内的撞击杆撞击被测材料试样，同时，通过高速摄像仪和/或红外热像仪对被测试样的变形过程进行记录，由于该试验方法/实验装置在装夹被测材料试样时，采用了开放式装夹的方式，从而使得被测材料试样的变形过程能够被高速摄像仪和/或红外热像仪记录下来，进而解决了现有技术对被测材料试样的测试过程中，被测材料试样的变形过程无法观测和记录的问题。 

附图说明

图1是本发明的实施例的结构示意图； 

图2是图1中气动装置的结构示意图；

图3是图1中发射管部分的结构示意图。 

具体实施方式

本发明的冷打模拟实验的试验方法的实施例： 如图1至图3所示，所述试验方法包括以下步骤，第一步先将被测材料试样7固定在气动装置1的炮口101上设置的发射管2的出口处，并使被测材料试样7的待检测处与发射管2内装设的撞击杆4对齐；第二步接着启动气动装置1，气动装置1的炮口101内喷射出的高压气体推动撞击杆4在发射管内滑动，撞击杆4在发射管2的出口处撞击到被测材料试样7的待检测处，且撞击杆4的一端仍处于发射管2内，同时通过高速摄像仪6和红外热像仪5拍摄撞击过程中被测材料试样7的变形过程。 

该试验方法可以通过下述实验装置实现：该实验装置主要由气动装置1、发射管2、夹具体8、高速摄像仪6和红外热像仪5构成，该气动装置1具有用于排放高压气体的炮口101，气动装置1于炮口101设置处设置有与炮口101连通的发射管2，该发射管2内装设有沿发射管2的长度方向与发射管2导向配合的撞击杆4。发射管3出口处设置有用于固定被测试样7的夹具体8，夹具体8与发射管2的出口之间具有在撞击杆4能够撞击到被测材料试样7时撞击杆4不脱离发射管2的间隙。