[发明专利]一种基于双轴SHPB实验的二波分解自平衡支撑装置

说明书

本发明公开了一种基于双轴SHPB实验的二波分解自平衡支撑装置，包括支撑体和底座，支撑体设置为扁平的圆柱腔体，支撑体的同一水平截面上依次设置有透射杆导轨、支撑杆导轨和入射杆导轨，各导轨之间呈一定的角度设置，各导轨的前端贯穿并固定连接在支撑体的侧壁上，透射杆导轨和支撑杆导轨的后端均与入射杆导轨的后端连通；底座顶部转动连接有转轴，转轴顶部设置有偏心转轴，在支撑体底部安装有滑轨，滑轨上安装有滑块，滑块底部开设有凹槽，偏心转轴活动嵌合在凹槽内。本发明通过滑块与滑轨和偏心转轴配合，在反复的X和Z向微位移和Y向微旋转下实现支撑装置的自平衡，从而实现双轴SHPB实验中三根杆端面的密切贴合。

技术领域

本发明涉及一种SHPB材料检测实验设备，具体涉及一种基于双轴SHPB实验的二波分解自平衡支撑装置。

背景技术

一维SHPB(霍普金森压杆)实验是标准的材料冲击实验，主要用于考虑应变率效应下材料的动态力学性能，该实验方法已被广泛应用。然而该实验每次只能做一个方向的冲击响应，当材料是各项异性时，需要对各个方向分别进行实验，这不仅造成了实验试件数量的成倍增加，同时实验的周期大为延长。而对于混凝土等这类离散性很大的材料而言，各个方向的实验数据是通过多个试件得到的，因而材料各个方向的性能并非通过同一个试件得到，而是通过多个试件得到，这使得数据处理得到的结果误差增大，因此，设计一次实验得到多个方向的实验数据是关键。

根据专利号为CN201711279618.6的中国专利公开的《一种基于波分解的真二维分离式霍普金森压杆实验装置》提出了二轴SHPB实验装置，能够实现两个压缩波的同步性问题，从而解决了各向异性材料的多发实验问题，但由于二轴SHPB实验装置相对于传统单轴实验更加的复杂，杆与杆的端面需要很好的贴合，该装置在每次进行实验时都需要对各杆的位置进行调整以确保波分解装置分斜面与杆端面之间密切贴合，而采用传统方法来调整各个杆的位置，其调节难度大，因此设计出能够满足杆端面之间密切贴合的支撑系统是非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双轴SHPB实验的二波分解自平衡支撑装置，能够保证支撑体中三根杆的相对位置关系，使得三根杆的端面贴合满足实验要求，同时在实验中能够实现自动平衡。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于双轴SHPB实验的二波分解自平衡支撑装置，其特征在于：包括支撑体和底座，所述支撑体设置为扁平的圆柱腔体，所述支撑体的同一水平截面上依次设置有透射杆导轨、支撑杆导轨和入射杆导轨，各导轨之间呈一定的角度设置，所述透射杆导轨、支撑杆导轨和入射杆导轨的前端贯穿并固定连接在所述支撑体的侧壁上，所述透射杆导轨、支撑杆导轨和入射杆导轨的后端均延伸汇聚于支撑体的空腔中心，且透射杆导轨和支撑杆导轨的后端均与入射杆导轨的后端连通；所述底座顶部转动连接有转轴，所述转轴顶部偏心设置有偏心转轴，在所述支撑体底部安装有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑块，所述滑块底部开设有与偏心转轴相适配的凹槽，所述偏心转轴活动嵌合在所述凹槽内。

进一步地，所述滑轨安装在支撑体的底部两侧；所述滑块的上部两侧设置为向外倾斜的第一斜面，所述滑轨的内侧与滑块上部第一斜面相对应的位置处设置有与第一斜面相平行的第二斜面，所述滑块的第一斜面抵在滑轨内侧的第二斜面上滑动连接。

进一步地，所述偏心转轴与转轴之间的偏心距为e。

进一步地，所述底座上开设有用于调节X方向的限位槽底座。

进一步地，所述底座上还开设有用于调节Y方向的调节螺孔。

进一步地，所述支撑杆导轨和入射杆导轨之间的夹角α的角度为70°，所述支撑杆导轨和入射杆导轨与透射杆导轨之间的夹角β的角度均为145°。

进一步地，所述支撑杆导轨和入射杆导轨之间的夹角α的角度为80°，所述支撑杆导轨和入射杆导轨与透射杆导轨之间的夹角β的角度均为140°。