三轴高速剪切冲击试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的特征是在传统的单轴高速剪切冲击试验装置的轴向压力系统中，在入力棒４与出力棒６之间的轨道上，设置了用于贮放试件８并向其施加测压（σ－［２］＝σ－［３］）的高压缸５，使得改进后的装置能对试件在侧压（σ－［２σ－［３］）条件下进行轴向冲击加载试验，从而使试验更接近于材料在围压状态下受冲击应力场作用的实际情况，为材料破坏的动力学响应的研究及实践提供了可靠的依据。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种对岩石或其它材料的动载特性进行研究的轴向冲击加载试验装置。在此之前，国内外学者对岩石或其它材料(如金属、骨类、复合材料等)的动载特性的研究，一直采用无法给试件施加侧压的单轴高速冲击(剪切)试验机。实际上，例如在岩石受爆破、钻凿及金属部件、骨类等材料受剪切等冲击应力场的作用时，是处在受围压状态下。所以，从单轴冲击(剪切)试验机得到的数据与实际相差较远，近似成份较多，无法使人们提供与实际工程更接近、更准确可靠的数据以指导工程实践。本技术的目的旨在根据上述问题对现有的单轴高速剪切冲击试验机进行改进，以得到一种在试件有侧压(σ2＝σ3)时进行轴向冲击加载的三轴高速剪切冲击试验装置，以使试验更接近于材料在围压状态下受冲击应力场作用的实际情况。为实现上述目的，本技术对主要由空气炮、冲击棒、发射(炮)管、入力棒、出力棒及低压缸组成的单轴冲击试验装置进行了改进在装置的轴向压力系统的入力棒与出力棒之间的轨道上，设置了用于贮放试件并向其施加侧压(σ2＝σ3)的高压缸。与现有技术相比，由于本技术在原有装置中加入了高压缸，使得改进后的装置能对试件在侧压(σ2＝σ3)条件下进行轴向冲击加载试验，从而使试验更接近于材料在围压状态下受冲击应力场作用的实际情况，为对材料破坏的动力学响应的研究及实践中以后的分析判断、设计施工提供了准确可靠的依据。附图说明图1为三轴高速剪切冲击试验装置示意图。图2为冲击试验高压缸剖面示意图。图3为剪切试验高压缸剖面示意图。以下结合附图和实施例对本技术做进一步更详细的描述如图1所示，本技术由空气炮1、冲击棒2、发射(炮)管3、入力棒4、高压缸5、出力棒6及低压缸7组成。它是在传统的单轴冲击试验装置的轴向压力系统中，在入力棒4与出力棒6之间的轨道上，设置了用于贮放试件并向其施加侧压(σ2＝σ3)的高压缸5。如图2、3所示，高压缸5主要由缸体9、弹性密封套11、导向套14、端盖15及弹性支杆16和冲击杆套管17组成。缸体9有一个两端敞开的园柱形空腔，其轴线与装置轴向压力系统轴线重合，缸体9中部有高压液体进出孔18；弹性密封套11为园管状套管，可由橡胶制成，它的两端有向外翻的翻边，翻边外径与缸体空腔直径相同，密封套11的内径与试件8直径相同，其长度大于试件长度但小于缸体空腔长度，试验时，将试件8放在密封套11的中部，再将密封套11置于缸体空腔中部，密封套11的外壁和它的两端翻边内侧与缸体空腔壁形成一个贮存高压液体的密闭环形空间；导向套14为有中心孔的台阶形园柱体，两个导向套14紧靠密封套11的两端放置，其在缸体空腔内的较小园柱体的园外径与缸体空腔直径相同，它的中心孔园内径与密封套11的内径相同，它在缸体9空腔外部分与端盖15配合固定，导向套14用于保持弹性支杆16、冲击杆13及剪切管12在冲击力的传播方向上移动，同时还可定位密封套11并有密封作用，因为在导向套14的内外园上均设有O形密封圈18；园柱形弹性支杆16的直径与密封套11内径相同，其长度为从高压缸内试件端面到高压缸外约一个试件长度即可；冲击杆套管17内径与冲击杆13直径相同，其外径与密封套11内径相同，其长度为从试件端面到稍出于高压缸外即可。冲击试验时，密封套11中的试件8的两端被从导向套14中穿过的弹性支杆16顶住，弹性支杆16是为了方便试件的装卸而采用；剪切试验时，试件8的两端被从导向套14中穿过的剪切管12和冲击杆13及套在冲击杆13上的冲击杆套管17顶住，冲击杆套管17的作用是为了增大冲击杆13的直径，以使高压缸5不必复杂化，而结构对称。拿掉高压缸5并换上较长的出力棒6，即可进行单轴冲击试验。该装置应变率可超过104S－1。权利要求1.一种三轴高速剪切冲由试验装置，包括空气炮1、冲击棒2、发射(炮)管3、入力棒4、出力棒6及低压缸7，其特征在于它还包括一个在装置的轴向压力系统的入力棒4与出力棒6之间的轨道上设置的用于贮放试件8并向其施加侧压(σ2=σ3)的高压缸5。2.根据权利要求1中所述的试验装置，其特征在于其中所述的高压缸5由缸体9、弹性密封套11、导向套14、端盖15及弹性支杆16和冲击杆套管17组成，缸体9有一个两端敞开的园柱形空腔，密封套11为园管状套管，它的两端有向外翻的翻边，翻边外径与缸体空腔直径相同，密封套11的内径与试件8直径相同，其长度大于试件8长度但小于缸体空腔长度，使用时，试件8放在密封套11的中部，再将密封套11置于缸体空腔中部，密封套11的外壁和它的两端翻边内侧与缸体9空腔形成一个贮存高压液体的密闭环形空间，两个导向套14紧靠密封套11的两端放置，其在缸体空腔内的园外径与缸体空腔直径相同，其中心孔园内径与密封套11的内径相同，冲击试验时，密封套11中的试件8的两端被从导向套14中穿过的弹性支杆16顶住，剪切试验时，试件8的两端被从导向套14中穿过的剪切管12和冲击杆13及套在冲击杆13上的冲击套管17顶住，园柱形弹性支杆直径与密封套11内径相同，其长度为从高压缸内试件端面到高压缸外一个多试件长度，冲击杆套管17内径与冲击杆13直径相同，其外径与密封套11内径相同，其长度为从试件端面到稍出于高压缸外。专利摘要本技术的特征是在传统的单轴高速剪切冲击试验装置的轴向压力系统中，在入力棒4与出力棒6之间的轨道上，设置了用于贮放试件8并向其施加测压(σ文档编号G01N3/30GK2080174SQ90221128公开日1991年7月3日 申请日期1990年9月28日 优先权日1990年9月28日专利技术者于亚伦, 王林, 雷红兵 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴高速剪切冲由试验装置，包括空气炮１、冲击棒２、发射（炮）管３、入力棒４、出力棒６及低压缸７，其特征在于它还包括一个在装置的轴向压力系统的入力棒４与出力棒６之间的轨道上设置的用于贮放试件８并向其施加侧压（δ↓［２］＝δ↓［３］）的高压缸５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于亚伦，王林，雷红兵，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]