[发明专利]用于SHPB冲击试验多尺寸岩石试件快速加热装置

说明书

一种用于SHPB冲击试验多尺寸岩石试件快速加热装置，包括试验箱，其包括箱体和箱体盖，所述箱体一侧通过铰链与箱体盖连接，所述试验箱设置有贯穿的中空通道，所述中空通道底部沿中心线对称设置有滚轮装置，所述中空通道两侧的箱体上分别通过电热丝固定杆连接有电热丝弧线圈，所述中空通道底部对应的箱体内设置有电热丝弧线圈，所述箱体上设置有保温板开关和与中空通道适配的保温板，所述保温板开关与保温板连接控制保温板的开启和关闭。本发明使岩石试件加热过程中均匀受热，全程控制和自动化恒温管理，适用范围广，能满足不同尺寸的试验件的要求，高效加热，操作简单，有效减低电能消耗量。

技术领域

本发明涉及岩石动力学分离式霍普金森杆室内试验装置，具体涉及一种用于SHPB冲击试验多尺寸岩石试件快速加热装置。

背景技术

目前为止，在岩石动力学高应变率试验中，通常采用SHPB试验研究岩石试样的变形和破坏，用以模拟强震作用下岩石变形和破坏情况。

但是，对于SHPB试验加热装置及方法目前研究较少，主要有以下两类：一种是将试件和部分导波杆放入温度箱中同时进行加热，另一种是先单独对试件加热，实验前快速将试件安装在系统中。对于前种方法，中国专利2012105670369公开了一种试件快速加热方式，引入了入射杆和透射杆上设计了同外径的陶瓷杆方式，但是却忽略了应力波在不同介质中的传播的差异性以及入射杆冲击作用下带来的误差；中国专利201610260511.6的发明专利描述了一种用于高温SHPB动态冲击实验的快速加热装置，该装置实现了对岩石试件单独加热、快速安装以及准确定位，但是极容易导致岩石试件与加热通道相接触部位加热不够充分，不能实现均匀加热，此外，保温板作为该装置加热以及快速安装重要部分，安装和拆卸方式不便，导致加热装置内部保温效果差。对于后种方法，中国专利申请号：201710043014.5提供了一种炉体高温加热装置，能够快速均匀地加热试件，充分利用加热炉空间等优势，但是忽略了岩石试件的尺寸和直径，对于大尺寸、大直径岩石试件进行高温加热效果较差，一旦对岩石试件开始加热，所需要的电能消耗量较大，此外名称为张方举等人发表在实验力学期刊上的“SHPB系统高温实验自动组装技术”和中国专利200610021096.5描述了一种Hopkinson实验双向双气路自动组装装置，但是试验要求精度高，试验系统的准静态控制难度较大。因此，现有加热装置存在加热不均匀，试验要求精度高，适用性范围小，加热速度慢，实验过程容易造成温度误差，电能消耗大的问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种用于SHPB冲击试验多尺寸岩石试件快速加热装置，解决现有装置加热不均匀，试验要求精度高，适用性范围小，加热速度慢，实验过程容易造成温度误差，电能消耗大的问题。

技术方案：本发明所述的用于SHPB冲击试验多尺寸岩石试件快速加热装置，包括试验箱，其包括箱体和箱体盖，所述箱体一侧通过铰链与箱体盖连接，所述试验箱设置有贯穿的中空通道，所述中空通道底部沿中心线对称设置有滚轮装置，所述中空通道两侧的箱体上分别通过电热丝固定杆连接有电热丝弧线圈，所述中空通道底部对应的箱体内设置有电热丝弧线圈，所述箱体上设置有保温板开关和与中空通道适配的保温板，所述保温板开关与保温板连接控制保温板的开启和关闭。

为了校准岩石试件的位置和尺寸，有利于更好的完成加热和安装过程，所述箱体上设置有与中空通道平行的刻度尺。

为了满足了不同直径岩石试件的滚动，保证岩石试件在滚动加热完成均匀加热，所述滚轮装置包括对称的三对滚轮，三对滚轮与水平方向的夹角分别为10°、35°和60°。

为避免箱体内部热量的耗散、快速安装试验入射杆以及岩石试件、安全高效，所述保温板包括凸体、保温棉和保温板连动杆，所述保温棉与所述凸体平面一侧连接，所述保温连动杆一端与凸体凸面的中心连接。

为了监控试件加热温度以进行控制和调整，所述箱体盖上设置有温度传感器。