[发明专利]超声冲击针速度测量实验设备及其应用

权利要求书

1.超声冲击针速度测量实验设备，其特征在于，包括底座、石英管、试样夹、固定螺钉、红外线测速仪和高速摄像机

所述底座整体上为圆柱形，其一端设置为锥脚形，其端部设置有用来和石英管相连的圆孔；其另一端的圆周上设置有螺纹和装卸凸起，用于和超声冲击枪体外壳连接，其内部为腔室，所述超声冲击枪外壳通过螺纹和装卸凸起实现连接，可使超声冲击枪的传动机构位于腔室中并顶住位于石英管中的冲击针；

所述石英管的外径和底座端部的圆孔直径相配合，其一端与底座相连，开口位于底座内腔的上方，以避免超声设备直接作用在石英管上造成石英管的损伤；另一端与试样夹相连，管口位于试样夹中部的通孔处，以使冲击针能够作用在试样表面；

所述试样夹是圆柱形的，一端设置有和石英管连接的圆形孔，孔的直径和石英管外径相同，另一端设置有螺纹孔，用于和固定螺钉配合，所述试样夹的中间部位开有一个矩形的通孔，用来装卡试件；

所述固定螺钉的外螺纹和试样夹的内螺纹配合，其作用是固定试样位置，保证实验过程中试样无法移动；

所述红外线测速仪是用于测量实验过程中冲击针的速度；所述高速摄像机用于对实验的整个过程进行拍摄，并可以通过每毫秒多帧拍摄对冲击针速度和运动情况进行分析。

2.根据权利要求1所述的超声冲击针速度测量实验设备，其特征在于，所述石英管是透明的，外部标有尺寸。

3.根据权利要求1所述的超声冲击针速度测量实验设备，其特征在于，所述试样夹和石英管是固定连接在一起的，或者所述试样夹和石英管彼此分离，在组装时连接处用紧固橡胶垫固定。

4.如权利要求1或者2所述的超声冲击针速度测量实验设备在超声冲击过程中冲击针的速度变化和运动情况测试中的应用，其特征在于，首先按照试样夹的尺寸加工试样，根据实验要求选取合适内径和长度的石英管，组装实验设备，把冲击针放入石英管中，将冲击枪稳定地固定在试验台上，然后把底座和超声冲击枪体相连，冲击枪上的传动机构放置在底座的内腔中，并顶住位于石英管中的冲击针，装卡试样后启动超声冲击设备，冲击针将会在冲击枪和试件之间来回撞击，用固定在特定高度的红外线测速仪记录下冲击针通过该高度时的速度，并可通过高速摄像设备观察冲击过程中冲击针的速度变化和运动情况。

5.根据权利要求4所述的超声冲击针速度测量实验设备在超声冲击过程中冲击针的速度变化和运动情况测试中的应用，其特征在于，利用红外线测速仪可得到正常冲击过程中的冲击针速度值，并可根据冲击过程中的速度变化通过有限元模拟的方式获得试件表面的残余应力分布情况。