[发明专利]复杂应力状态下材料动态性能测试系统及方法

权利要求书

1.复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于，包括用于对材料实施加载的加载系统，用于实现对加载系统充放电控制的控制电路系统，以及用于采集加载过程中材料应变和时间特征的信号采集系统。

2.根据权利要求1所述的复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于：所述加载系统主要包括1号横向加载枪、2号横向加载枪、1号纵向加载枪、2号纵向加载枪、4根加载杆和试件。

3.根据权利要求2所述的复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于：所述1号横向加载枪包括横向拉伸1号支路等效电阻RT-X1、横向拉伸1号放电线圈、横向拉伸1号次级线圈、横向拉伸1号应力波放大器、横向压缩1号支路等效电阻RB-X1、横向压缩1号放电线圈、横向压缩1号次级线圈、横向压缩1号应力波放大器和横向1号加载枪基座；

横向1号加载枪基座中心带通孔，横向拉伸1号放电线圈和横向压缩1号放电线圈通过螺栓连接对称固定在横向1号加载枪基座两端，横向拉伸1号次级线圈和横向拉伸1号应力波放大器螺栓连接组成横向拉伸1号加载头，横向拉伸1号加载头与横向拉伸1号放电线圈同轴，且横向拉伸1号次级线圈与横向拉伸1号放电线圈表面贴合；

横向压缩1号次级线圈和横向压缩1号应力波放大器螺栓连接组成横向压缩1号加载头，横向压缩1号加载头与横向压缩1号放电线圈同轴，且横向压缩1号次级线圈与横向压缩1号放电线圈表面贴合。

4.根据权利要求2所述的复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于：4根所述加载杆完全相同，包括横向1号加载杆、横向2号加载杆、纵向1号加载杆和纵向2号加载杆；

横向1号加载杆一端与1号横向加载枪相连，另一端与试件连接，对试件左侧实施拉/压加载；

横向2号加载杆一端与2号横向加载枪相连，另一端与试件连接，对试件右侧实施拉/压加载；

纵向1号加载杆一端与纵向1号加载枪相连，另一端与试件连接，对试件下方实施拉/压加载；

纵向2号加载杆一端与纵向2号加载枪相连，另一端与试件连接，对试件上方实施拉/压加载。

5.根据权利要求1所述的复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于：所述控制电路系统包括升压器、充电可控硅、整流二极管、充电控制单元、限流电阻、滤波电感、电容器组、泄能电阻、泄能开关、放电可控硅、放电控制单元、单双轴加载切换开关、拉/压加载测试切换开关；

升压器对380V交变电流升压，升压后充电控制单元控制充电可控硅对电容器组充电；充电过程中，整流二极管对交变电流整流，滤波电感对充电电流进一步滤波，同时限流电阻对充电电路限流保护电容器组；电容器组充电完成后，放电控制单元控制放电可控硅对加载系统放电，加载系统激发电磁力对材料实施加载；当电容器组放电完成后因反向充电存在余压，或当电容器组充电后不需要对加载系统放电，泄能开关闭合，泄能电阻消耗电容器组储存的多余能量，保证操作人员安全；单双轴加载切换开关用于单轴加载和双轴加载切换，开关打开进行双轴加载测试，开关闭合进行单轴加载测试；拉/压加载测试切换开关用于切换材料拉伸测试和压缩测试，拉/压加载测试切换开关与电路触点a接通时，加载系统处于拉伸性能测试状态，拉/压加载测试切换开关与电路触点b接通时，加载系统处于压缩性能测试状态。

6.根据权利要求1所述的复杂应力状态下材料动态性能测试系统，其特征在于，所述信号采集系统包括：

4片应变片，分别贴在横向1号加载杆、横向2号加载杆、纵向1号加载杆和纵向2号加载杆上，用于感应加载过程中加载应力；

信号采集器，与4片应变片的输出端相连接，用于采集应变和时间数据。