[发明专利]用于SHPB动态冲击试验的子弹自动填充伺服装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于SHPB动态冲击试验的子弹自动填充伺服装置，包括储气室、子弹发射筒和气源装置，所述子弹发射筒的一端连接有储气室，储气室与气源装置连接，子弹发射筒通过支架安装在地面上，所述子弹发射筒内设有若干个正向滑动支撑枢纽和反向滑动填充枢纽，在子弹发射筒上安装有子弹位置感应器。本发明通过储气系统、轨道控制系统和子弹发射及填充系统能够完成能够实现岩石试样SHPB动态冲击试验过程中子弹的发射和自动填充，提高岩石试样SHPB动态冲击试验高效性；三阶段的子弹位置感应器布置方式，不仅能够保证子弹填充至预定位置，也能够保证子弹填充过程中与子弹发射筒、储气室之间的摩擦和撞击，满足动态冲击条件下岩石动力试验要求和规定。

技术领域

本发明涉及用于SHPB动态冲击试验的子弹自动填充伺服装置及使用方法，属于岩石动力学分离式霍普金森杆(SHPB)室内试验领域。

背景技术

分离式霍普金森杆(以下简称SHPB)是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的有效试验装置，通过SHPB可以完成岩石试样在高应变率下的动态冲击力学试验。虽然我国已经在SHPB及其试验中进行了深入的研究，但是目前仍存在不足和值得继续研究之处：

(1)SHPB试验过程中，为了得出多组岩石试样试验数据和曲线，不可避免的会对多组岩石试样进行试验，因此，进行下一组岩石试样SHPB试验子弹填充时，SHPB子弹的填充面临较多问题。目前，很多高校、科研院所等采用的SHPB试验子弹的填充大多数采用手工填充，即在活塞阀门打开的情况下，采用实心塑料长杆将子弹人工顶入子弹发射筒，SHPB试验空间场地狭小，子弹与入射杆之间的空隙也较小，长杆可以活动的空间也较小，不仅费时费力，而且极易造成实心塑料长杆杆件的磨损并经常购置新长杆进行试验，浪费资源。

(2)由于是人工手动塑料厂干顶入SHPB试验子弹，在子弹邻近储气室时，即便是刻意的减少用力，子弹在惯性作用下或者是在实心塑料长杆杆件的推力作用下到达储气室不可避免的会产生对储气室的撞击，久而久之会对储气室造成冲击性损伤，严重的造成储气室的漏气或破坏等严重后果。但是，目前没有很好的能够实现SHPB试验过程中子弹自动填充的装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于SHPB动态冲击试验的子弹自动填充伺服装置及使用方法，具有高效、安全、适用等特点，能够解决岩石试样SHPB实验过程中的子弹自动填充问题，节省试验过程中因为子弹填充造成的时间和人力物力上的浪费。

技术方案：为实现上述目的，本发明的用于SHPB动态冲击试验的子弹自动填充伺服装置，包括储气室、子弹发射筒和气源装置，所述子弹发射筒的一端连接有储气室，储气室与气源装置连接，子弹发射筒通过支架安装在地面上，所述子弹发射筒内设有若干个正向滑动支撑枢纽和反向滑动填充枢纽，所述正向滑动支撑枢纽包含第一转动基座、第一转动轴承、第一联动杆和光面滚动滑轮，所述第一转动基座内安装有第一转动轴承，第一转动轴承与第一联动杆连接，光面滚动滑轮安装在第一联动杆的端部，第一转动基座内设有第一伺服电机，通过第一伺服电机带动第一联动杆的转动；所述反向滑动填充枢纽包含第二转动基座、第二转动轴承、第二联动杆和摩擦滚动滑轮，所述第二转动基座内安装有第二转动轴承，第二转动轴承与第二联动杆连接，摩擦滚动滑轮安装在第二联动杆的端部，第二转动基座内设有第二伺服电机，通过第二伺服电机带动第二联动杆的转动，在子弹发射筒上安装有子弹位置感应器。

作为优选，所述子弹发射筒上安装有若干个塑料板，将子弹发射筒分隔为几部分。

作为优选，所述正向滑动支撑枢纽和反向滑动填充枢纽均沿子弹发射筒圆周分布，在子弹发射筒上每隔10cm分布有一断面，在断面上分布有正向滑动支撑枢纽和反向滑动填充枢纽，以子弹发射筒最低点为零度，正向滑动支撑枢纽分布在60°、180°和300度的位置，反向滑动填充枢纽分布在30°、90°、270°和330°的位置。

作为优选，所述储气室外安装有轨道控制伺服系统，轨道控制伺服系统与第一伺服电机和第二伺服电机连接。