[发明专利]霍普金森压杆实验用透射杆及霍普金森压杆实验装置

说明书

本发明提供一种霍普金森压杆实验用透射杆，其上设置有透杆应变片(13)，所述透射杆由前区圆柱(11)和后区圆柱(12)组成，所述前区圆柱(11)和后区圆柱(12)为一体成型的同轴的圆柱；前区圆柱(11)的直径小于后区圆柱(12)的直径，所述透杆应变片(13)设置在所述前区圆柱(11)上。通过将透射杆分成两个直径不同的圆柱，前区圆柱为接收区——接受透射脉冲，后区圆柱为吸收区——吸收透射脉冲，透射脉冲在抵达吸收区圆柱自由端面后，由于前区圆柱比后区圆柱直径小，反射到前区圆柱的脉冲少，极大地消除了透射杆中脉冲反射对透射杆上应变片上测得数据的影响。

技术领域

本发明属于材料测试领域，尤其涉及一种霍普金森压杆实验用透射杆及霍普金森压杆实验装置。

背景技术

霍普金森压杆实验装置用于测试高速率变形下材料的应力-应变关系，试验中通过入射杆上的应变片先后得到入射波和反射波的波形，通过透射杆上的应变片得到透射波波形，从而测得材料的应力-应变关系。目前采用的测试装置，测试中，由于透射杆中脉冲的反射作用往往会影响透射杆上应变片上测得的数据，虽然采用加长透射杆的方式可以降低脉冲反射的影响，但无法从根本上消除反射脉冲的作用，仅能起到延迟的效果，同时透射杆装置尺寸也变大了，达1~2m。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种霍普金森压杆实验用透射杆及霍普金森压杆实验装置，可有效消除透射杆中脉冲反射对透射杆上应变片测得的数据的影响。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种霍普金森压杆实验用透射杆，其上设置有透杆应变片13，其特征在于，所述透射杆由前区圆柱11和后区圆柱12组成，所述前区圆柱11和后区圆柱12为一体成型的同轴的圆柱；前区圆柱11的直径小于后区圆柱12的直径，所述透杆应变片13设置在所述前区圆柱11上。

进一步，所述后区圆柱12的自由端面呈内凹的曲面。

进一步，所述后区圆柱12的自由端面呈向中央内凹的弧面。

进一步，所述前区圆柱11的直径为14mm，轴向长度为13mm；所述后区圆柱12的直径为100mm，轴向长度为200mm。

一种霍普金森压杆实验装置，包括驱动装置、入射杆20、透射杆和能量吸收器30，入射杆20上设置有入杆应变片21，其特征在于，所述透射杆为所述霍普金森压杆实验用透射杆，所述透射杆的前区圆柱11的自由端正对所述入射杆20的尾端，透射杆的后区圆柱12滑动连接设置在透杆限位筒101内。

进一步，所述驱动装置包括电磁线圈41和水平驱动杆42，所述电磁线圈41固定设置在入射杆20的头端一侧，所述水平驱动杆42一端正对所述电磁线圈41、另一端正对所述入射杆20的头端，其正对电磁线圈41的一端设有金属片422，水平驱动杆42设置在驱杆限位筒421内并与驱杆限位筒421滑动连接。

再进一步，所述金属片422为铜片。

再进一步，所述水平驱动杆42由钢制成。

再进一步，所述金属片422和水平驱动杆之间设有绝缘层。

进一步，所述能量吸收器30为阻尼器。

本发明可获得的有益效果有：

1.通过将透射杆分成两个直径不同的圆柱，前区圆柱为接收区——接受透射脉冲，后区圆柱为吸收区——吸收透射脉冲，透射脉冲在抵达吸收区圆柱自由端面后，由于前区圆柱比后区圆柱直径小，反射到前区圆柱的脉冲少，极大地消除了透射杆中脉冲反射对透射杆上应变片上测得数据的影响；相对于其他透射杆，本透射杆长度短，便于实验中的运输和使用。

2.后区圆柱自由端面呈内凹的曲面时，对达到该端面的脉冲具有散射作用，散射产生的反射波在后区圆柱内反复回弹，直至吸收，可进一步消除透射杆中脉冲反射对透射杆上应变片上测得数据的影响。