[发明专利]一种分离式霍普金森拉杆试验夹具

说明书

技术领域

本发明涉及材料冲击动力学试验研究技术领域，特别是分离式霍普金森拉杆动态拉伸试验。

背景技术

分离式霍普金森拉杆是进行材料较高应变率动态拉伸试验常用的试验装置。分离式霍普金森拉杆试验装置在进行动态拉伸试验时通常使用螺纹连接的方式连接试样与入射杆、透射杆，能达到比较理想的试验效果。但某些试验材料原板材的厚度不够，达不到分离式霍普金森拉杆螺纹连接所需要的直径，无法加工成直径满足要求的圆柱试样，只能加工成薄片状试样。对于类似的试验材料需要设计新的夹具以满足试验连接要求。对于薄片状试样，目前公知的试验夹具有分离式霍普金森拉杆试件夹具装置(CN201320533953.5),此种夹具采用多组拉伸接头，试样与接头之间采用粘接的方式。由于采用胶粘的方式，在试验结束后无法立刻将试样取下并安装下一组试样，为减少试验时间，提高试验效率，通常需要准备多组夹具，以便在前一组夹具解胶的过程中开展下一组试验，此种胶粘的方式需要较多的夹具。对于CN201520417815.X所述的动态拉伸实验夹具，采用了复杂的连接方式，涉及到加工要求较高的锥面，且所需要的主夹具、夹片和螺纹固定夹具在装配完成后仍存在比较多的间隙，干扰应力波的传播，影响试验效果。对于CN201510793051.9所述的一种分离式霍普金森拉杆试件的夹持装置及实验方法，利用压块和螺钉通过物理加载的方式对试件进行夹紧连接，避免了复合材料不易加工螺纹以及高强度胶粘结过程中不均匀的问题，但是存在接头截面变化较大，干扰应力波传播的缺陷。综上所述，目前对于薄片状试样的分离式霍普金森拉杆动态拉伸试验，现有夹具均存在比较多的缺陷，基于此，设计出一种可避免上述缺陷的分离式霍普金森拉杆试验夹具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分离式霍普金森拉杆试验夹具，它能有效解决薄片状金属试样的动态拉伸试验的夹持问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种分离式霍普金森拉杆试验夹具，包括主夹具、副夹具和锁紧螺母，主夹具为一端带截口的异形圆柱体结构，圆柱体端部设有与试验装置的入射杆和透射杆螺纹连接的螺纹杆，截口端部设有与锁紧螺母配合的外螺纹；主夹具圆柱体的截口为：过外螺纹端部中心线的轴向切线与圆柱体三分之一处的径向切线相交构成的缺口，该截口的水平面设有放置试样的凹槽，该截口的垂直端面设有与副夹具端部定位圆柱配合的定位盲孔；副夹具为半圆柱结构，其一端设有与主夹具垂直端面的定位盲孔配合的定位圆柱，另一端设有与锁紧螺母配合的外螺纹；该半圆柱的水平面设有与主夹具一致的凹槽，锁紧螺母为含有内螺纹的圆环结构。

所述定位盲孔位于截口垂直端面的上半部中心。

所述主夹具、副夹具、锁紧螺母的材料与试验装置入射杆和透射杆的材料保持一致，装配后的圆柱直径与入射杆和透射杆直径保持一致。

与现有技术对比，本发明具有以下优点：

1、相比于试样胶粘的连接方式可以节省试验时间，提高试验效率，减少夹具数目；

2、相比于现有拉伸夹具，结构简单，加工工艺简便，降低加工成本；同时夹具结构的材料、截面均与入射杆和透射杆保持一致，减小对试验中应力波传播的干扰，试验效果较好。

附图说明

图1为本发明夹具装配结构剖视图

图2为本发明主夹具结构示意图

图3为本发明副夹具结构示意图

图4为本发明锁紧螺母结构示意图

图5为本发明试样示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，一种分离式霍普金森拉杆试验夹具，包括主夹具1、副夹具2、锁紧螺母3三部分，试验前将试样4放在主夹具1与副夹具2的凹槽中，通过锁紧螺母3锁紧固定。

参照图2，所述主夹具1为一端带截口的异形圆柱体结构，圆柱体端部设有与试验装置的入射杆和透射杆螺纹连接的螺纹杆，截口端部设有与锁紧螺母3配合的外螺纹；主夹具1圆柱体的截口为：过外螺纹端部中心线的轴向切线与圆柱体三分之一处的径向切线相交构成的缺口，该截口的水平面设有放置试样4的凹槽，该截口的垂直端面设有与副夹具2端部定位圆柱配合的定位盲孔。所述定位盲孔位于截口垂直端面的上半部中心。

参照图3，所述副夹具2为半圆柱结构，其一端设有与主夹具1垂直端面的定位盲孔配合的定位圆柱，另一端设有与锁紧螺母3配合的外螺纹；该半圆柱的水平面设有与主夹具1一致的凹槽。

参照图4，所述锁紧螺母3为含有内螺纹的圆环结构，在主夹具1、副夹具2与试样4装配好后由锁紧螺母3锁紧固定。