霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置，包括：一号金属底座、两根绳索、两个定滑轮、一号铁块、金属连杆、环形电磁铁组成第一层受冲击吸能系统；环向制动器、二号弹簧、两组杠杆组成第二层受冲击吸能系统；二号金属底座、环形电磁铁、一号弹簧、二号铁块组成第三层受冲击吸能系统。本发明专利技术利用铁块连接件受冲击时产生的机械能，通过定滑轮的力和能量的传导效果以及杠杆原理，进而加强环向制动器对连接杆的压力状况，从而加大环向制动器对连接杆的摩擦力，实现缓冲的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁缓冲吸能装置，尤其涉及一种霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展以及信息产业不断完善和更新，同时也推动了材料动态力学性能研究的技术进步，其主要表现在霍普金森压杆技术的优化和加强，由此也提出了SHPB实验技术。SHPB实验压杆技术作为研究低压下材料动态力学性能的重要技术，其优势在于设备简单，操作性强等。然而，随着工程应用中变化因素逐渐增多，对实验精度的要求也越来越严格，因此，对于SHPB装置的性能方面也做了相应的改善和提高。吸收杆作为霍普金森杆中的一个重要组成部分，其主要功能是吸收和缓冲透射杆撞击时所传递的能量。目前，针对霍普金森杆吸收杆设计的普遍思路都是以泡沫、橡胶等传统材料，而且其缓冲吸能的功能设计都相对单一，无法达到彻底的缓冲吸能效果，而且其操作性和经济性也相对较差。从目前已知关于吸收杆缓冲吸能装置的研究发现，大多数吸收杆吸能缓冲装置的设计思路都是利用活塞缓冲以及弹簧减震原理实现吸能缓冲的目的，虽然从结果上确实能到目的，考虑到霍普金森杆冲击时的速度较快，冲击强度高，容易造成冲击杆局部変形，杆件脱落，甚至可能由于能量无法及时耗散造成吸收杆装置的损坏等情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了利用环形电磁铁所产生的磁场以及环向制动器产生的高摩擦力，多次多层实现缓冲吸能而提供一种霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置。本专利技术的目的是这样实现的：包括一号金属底座、一号铁块、金属连杆、二号铁块、二号金属底座、环向制动器，一号金属底座和二号金属底座的外表面均设置有环形电磁铁，所述一号铁块设置在一号金属底座中间设置的阶梯孔内，二号铁块设置在二号金属底座中间设置的孔内，且在二号铁块与二号金属底座之间设置有一号弹簧，金属连接杆的一端与一号铁块固连、另一端穿过一号金属底座的阶梯孔后与二号铁块固连，环向制动器套在金属连接杆上，一号铁块上还固连有一号绳索和二号绳索，一号绳索和二号绳索的端部分别绕过设置在一号金属底座上的两个定滑轮后分别与一号杠杆的一端和二号杠杆的一端连接，且一号杠杆与二号杠杆的截面形状均是圆弧形，一号杠杆与二号杠杆通过支架对称设置在环向制动器的上方和下方，一号杠杆的另一端与环向制动器之间、二号杠杆的另一端与环向制动器之间分别均匀设置有至少三个的二号弹簧。本专利技术还包括这样一些结构特征：1.所述金属连接杆的外表面对称设置有两条橡胶带。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的优势在于其装置的多层缓冲吸能方式，通过安装于装置的不同位置的缓冲装置，逐级增阻吸能，使吸收杆在受冲击后能够高效的耗散能量，并且利用侧向增阻来代替正向增阻实现缓冲吸能的目的，也可以有效的避免冲击过程中对吸收杆以及吸收装置的损坏，经济性好，可循环利用。也即本专利技术利用环形电磁铁所产生的磁场以及环向制动器产生的高摩擦力，实现了多次多层缓冲吸能的目的，不但可以提高该装置的智能性和安全性，也可以通过调控电流大小从而实现调控磁场强弱的目的，重复利用率高。附图说明图1是本专利技术的一种霍普金森杆电磁缓冲吸能装置的整体结构示意图；图2是第三层受冲击吸能系统整体结构图；图3是第三层受冲击吸能系统正视图；图4是环形制动器上层剖面图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1至图4，本专利技术包括：一号金属底座1、两根绳索2、两个定滑轮3、一号铁块4、金属连杆5、环形电磁铁6组成第一层受冲击吸能系统；环向制动器7、二号弹簧8、两组杠杆9组成第二层受冲击吸能系统；二号金属底座10、环形电磁铁11、一号弹簧12、二号铁块13组成第三层受冲击吸能系统。所述环向制动器7可由上下两个半圆环状的制动器拼接而成。在第一层受冲击吸能装置以及第三层受冲击吸能装置中，利用外部电源直接给环形电磁铁6和环形电磁铁10供电，利用环形电磁铁的磁场提供对铁块的吸引力，从而增大铁块4和铁块13对金属底座1以及金属底座11的摩擦，从而实现增阻缓冲的目的。当铁块4带动连接杆5和铁块13进行运动时，整个运动系统带到绳索2经过定滑轮3，控制两组杠杆(一号杠杆和二号杠杆)9运动，利用杠杆原理通过弹簧8施加给环向制动器以压力，根据牛顿定律从而增加环向制动器7给连接杆5的压力，进而增大摩擦。在第三层受冲击吸能装置中，最后利用弹簧12进行缓冲，并且在实验结束后，使其复位为下一次实验做准备。此外，所述金属连接杆的外表面对称设置有两条橡胶带。在金属底座与铁块接合处设置接触开关装置；在第三层受冲击吸能系统内腔内设置成气密空间，使整个第三层受冲击系统形成活塞系统。在连接杆处用橡胶带全部粘附，从而增大连接杆处表面的粗糙度，加大摩擦，更有利于环向制动器对连接杆进行制动作用。本专利技术通过可以外部电源的电流强度从而调控环向电磁铁的磁场产生与强弱，从而实现多次对受冲击的铁块连接件的缓冲吸能目的。本专利技术利用铁块连接件受冲击时产生的机械能，通过定滑轮的力和能量的传导效果以及杠杆原理，进而加强环向制动器对连接杆的压力状况，从而加大环向制动器对连接杆的摩擦力，实现缓冲的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置，其特征在于：包括一号金属底座、一号铁块、金属连杆、二号铁块、二号金属底座、环向制动器，一号金属底座和二号金属底座的外表面均设置有环形电磁铁，所述一号铁块设置在一号金属底座中间设置的阶梯孔内，二号铁块设置在二号金属底座中间设置的孔内，且在二号铁块与二号金属底座之间设置有一号弹簧，金属连接杆的一端与一号铁块固连、另一端穿过一号金属底座的阶梯孔后与二号铁块固连，环向制动器套在金属连接杆上，一号铁块上还固连有一号绳索和二号绳索，一号绳索和二号绳索的端部分别绕过设置在一号金属底座上的两个定滑轮后分别与一号杠杆的一端和二号杠杆的一端连接，且一号杠杆与二号杠杆的截面形状均是圆弧形，一号杠杆与二号杠杆通过支架对称设置在环向制动器的上方和下方，一号杠杆的另一端与环向制动器之间、二号杠杆的另一端与环向制动器之间分别均匀设置有至少三个的二号弹簧。

【技术特征摘要】
1.霍普金森压杆电磁缓冲吸能装置，其特征在于：包括一号金属底座、一号铁块、金属连杆、二号铁块、二号金属底座、环向制动器，一号金属底座和二号金属底座的外表面均设置有环形电磁铁，所述一号铁块设置在一号金属底座中间设置的阶梯孔内，二号铁块设置在二号金属底座中间设置的孔内，且在二号铁块与二号金属底座之间设置有一号弹簧，金属连接杆的一端与一号铁块固连、另一端穿过一号金属底座的阶梯孔后与二号铁块固连，环向制动器套在金属连接杆上，一号铁块上还固连有...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹广平，王宇洋，唱忠良，徐珊，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23