[实用新型]一种低温自动化霍普金森杆实验装置

说明书

本实用新型涉及制冷低温实验领域，公开了一种低温自动化霍普金森杆实验装置，包括液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；液氮供给系统包括自增压液氮罐和液氮供给管道；温控系统包括温控仪、电磁阀和温度传感器；保温系统包括保温箱；实验加载系统包括发射机构、入射杆、透射杆和样品；液氮供给管道的一端延伸进自增压液氮罐内，其另一端延伸进保温箱内，电磁阀设于液氮供给管道上，温度传感器设于保温箱内，温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与温控仪连接，入射杆和透射杆相对穿插于保温箱的相应侧壁，样品夹设在入射杆和透射杆之间，发射机构设于入射杆外侧。本实用新型能够方便地满足霍普金森杆在低温环境下的各种实验要求。

技术领域

本实用新型涉及液氮制冷低温实验技术领域，特别是涉及一种低温自动化霍普金森杆实验装置。

背景技术

分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar，简称SHPB)及分离式霍普金森拉杆(Split Hopkinson Tension Bar，简称SHTB)组成的分离式霍普金森杆测试系统是研究材料高应变率的力学响应的典型设备，对于材料结构设计及研究有重要的意义。其核心思想是在实验中把应力波效应和应变率效应进行解耦，从而建立材料在高应变率下的应力应变关系。

经典的霍普金森杆实验技术可以有效测量材料在高应变率下的动态力学行为，但是由于科技的发展以及人类对自然探索不断深化，目前的工程材料的使用环境不再仅仅涉及高应变率、大变形等极端条件，同时还涉及到低温、超低温等非常规条件，比如人类对两极地区的资源开发，对外太空的探索以及现在的低温储运等，在这些过程中材料难免会受到冲击载荷的作用。因此，低温下材料的动态力学行为成为人们普遍关心的科学问题，而经典的霍普金森杆实验技术无法满足测量要求。

目前还没有十分可行的专门用于低温加载的霍普金森杆实验技术，在现有的少数可模拟低温环境的霍普金森杆实验装置中，无论是在原理设计还是实验操作上都存在不足，主要是实验装置设计过于复杂，实验操作繁琐，制冷能力不强，低温恒温效果差等。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如何满足霍普金森杆在低温环境下的各种实验要求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种低温自动化霍普金森杆实验装置，其包括：液氮供给系统、温控系统、保温系统和实验加载系统；

所述液氮供给系统包括：自增压液氮罐和液氮供给管道；

所述温控系统包括：温控仪、电磁阀和温度传感器；

所述保温系统包括：保温箱；

所述实验加载系统包括：发射机构、入射杆、透射杆和样品；

所述液氮供给管道的一端延伸进所述自增压液氮罐内的液氮内，其另一端延伸进所述保温箱内，所述电磁阀设于所述液氮供给管道上，所述温度传感器设于所述保温箱内，所述温度传感器、电磁阀和发射机构均通过导线与所述温控仪连接，所述入射杆和透射杆相对穿插于所述保温箱的相应侧壁，所述样品夹设在所述入射杆和透射杆之间，所述发射机构设于所述入射杆的外侧。

其中，所述保温箱包括保温箱体和保温盖，所述保温盖盖设于所述保温箱体上。

其中，所述保温箱体和保温盖的外部壳体由不锈钢材料制成，其内部均填充有保温材料。

其中，所述保温箱内还设有雾化器和小风扇，所述雾化器安装于所述液氮供给管道的出口处，所述小风扇通过传动轴由保温盖外部的马达驱动。

其中，所述保温箱的侧壁用于安装所述入射杆和透射杆处分别设有通孔，所述通孔的直径大于所述入射杆和透射杆的直径，以形成间隙。