用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置，属于材料高温动态力学性能研究领域。本实用新型专利技术的装置在入射杆和透射杆上各设置一个气动推动支座，组装时推动两杆向试件方向移动，形成双向组装，保持试件处于有效加热范围之内。推动支座的推动气路与空气炮击发气路分离设置，并设置气路总阀门统一控制推动气路与空气炮击发气路的开关，使推动支座与空气炮击发既能联动，又互不影响。设置小型储气罐作为推动气源，通过控制其气压来控制推动支座的推动速度。该装置能够保证装置组装的稳定性，提高组装成功率，保证装置组装和应力波到达试件的同步性，并避免试件因离开热源而迅速降温。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于材料高温动态力学性能研究领域，具体涉及一种高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置，该装置能够保证装置组装的稳定性以及装置组装和应力波到达试件的同步性，并避免试件因离开热源而迅速降温。
技术介绍
利用霍普金森(Hopkinson)压杆进行材料高温动态力学性能研究的方法之一就是实验前保持波导杆与试件处于分离状态，加热仅对试件进行，然后在冲击前完成试件和波导杆的装配。这类方法由于加热时杆与试件分离，降低了杆中的温度梯度，但试件中容易形成温度不均匀，并且杆与试件接触时，试件的整体温度将下降，故此类方法的关键是减小杆与试件的冷接触时间。名称为“A technique for measuring the dynamic behavior of materials athigh temperatures”的文章(Lennon，International Journal of Plasticity，Vol.14，No.12，pp.1279-1292，1998)公开了一种高温压杆实验中的自动组装系统，采用入射杆单向移动完成组装，使试件离开热源，引起较大降温，且实验中组装不稳定，成功率较低。名称为“高温SHPB实验技术及其应用”的文章(谢若译，爆炸与冲击，2005，Vol.25，第4期，PP.300～334)介绍的高温压杆实验中的自动组装系统中，采用双向自动组装结构，但支座推动气路受气炮击发气路的影响，推动气路不稳定，组装过程因实验条件的不同而不稳定。
技术实现思路
为了克服已有技术中高温压杆实验时试件因离开热源而降温较大，以及组装不稳定致使成功率较低的不足，本技术提供了一种用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置。该装置能够保证装置组装的稳定性以及装置组装和应力波到达试件的同步性，并避免试件因离开热源而迅速降温。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是设置一种用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置，包括入射杆、透射杆、分别设置在入射杆和透射杆上的两个推动支座、加热炉及气路；试件设置在加热炉中心，推动支座由气缸和活塞组成。气路设置为双气路，推动支座的推动气路与空气炮击发气路的气源设置为各自独立的两个气源。双气路含有总气源、分气源、空气炮击发气路、小型储气罐、总阀门、推动气路。气路部分的连接关系是总气源通过空气炮击发气路与总阀门连接，分气源通过设置的小型储气罐与总阀门连接，总阀门通过推动气路再分别与两个推动支座连接，分气源与小型储气罐之间还设置有控制进气速度和气压的小流量阀门。总阀门内设置有阀门气路I和阀门气路II，还设置有可同时控制双气路的关闭或开启的阀门手柄。阀门气路I与阀门气路II可以相互平行设置，也可交叉设置，但互不贯通。两个推动支座中的气缸底部分别设置有环形凹槽或密封圈。两个推动支座中的气缸活塞的行程之和大于入射杆和透射杆内端面之间的距离。本技术中的双气源，也可以从总气源中引出一条分气源，这样，推动气路与空气炮击发气路仍是两条独立气路。在入射杆和透射杆上各设置一个推动支座，当试件温度达到预设值时，推动两杆向中间移动，完成装置的组装，保持试件处于有效加热范围之内。将推动支座的推动气路与空气炮击发气路分离，不再使用气炮尾气，设置独立气源或从总气源上引出一条支路，以分气源作为推动支座的动力，使推动气源和气炮击发既能联动，又互不影响，以避免因实验条件的不同造成推动气压变化而引起的组装过程不稳定。前后推动支座采用相同结构，气缸底部设置一环形凹槽，或设置密封圈，以保证活塞均匀受力。两推动支座活塞行程之和需大于两杆内端面之间的距离，以使当两杆与试件完全接触以后，支座气缸中依然保持对活塞的压力，也即保证波导杆不因装配振荡而从试件端面弹开。为不使波导杆对试件产生过大压力，需对推动支座中气压进行控制，在支座与气源之间设置一小型储气罐，并在气罐上安装气压表，用于监视推动气压。小型储气罐的进气阀采用小流量阀门，以控制气体注入储气罐的速度，便于控制储气罐气压。小型储气罐的出气阀(即推动支座的充气阀)与空气炮的击发阀均为快开阀，采用一个总阀门，在开炮的同时打开推动支座的充气阀。当弹丸相同时，因为不同的气炮气压下弹丸的飞行时间不同，不同的推动气压下支座的动作时间也不相同，故在正式实验前，需对气炮气压和推动气压进行对照实验，绘制对照表，以得到最佳配比，使装置既能完成自动组装，又能保证最短冷接触时间。本技术的有益效果是，在采用实验前仅对试件加热的方式进行高温Hopkinson压杆实验时，能够保证装置组装的稳定性，提高组装成功率，并保证装置组装和应力波到达试件的同步性，减小杆与试件的冷接触时间，减轻试件中的温度不均匀，减少试件的整体温度下降。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1为高温霍普金森压杆实验前仅对试件加热时导杆、试件相对位置结构示意图图2为本技术的用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置的实施例1总体结构示意图，推动支座的推动气源设置为独立气源。图3为本技术的用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置的实施例2的总体结构示意图，推动支座的推动气源为从总气源上引出的一条支路。图4为用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置的实施例1和实施例2的总阀门结构示意图图5为用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置的实施例1推动支座的剖视图图6为用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置的实施例2推动支座的剖视图图中1.入射杆2.透射杆推动支座(3、23、33、43) 普通支座(4、24)5.试件6.加热炉7.总气源8.空气炮9.小型储气罐10.总阀门11.推动气路分气源(12、27)13.小流量阀门14.气压表15.击发气路16.阀门气路I17.阀门气路II18.阀门手柄 进气孔(19、29)20.环形凹槽活塞(21、31)22.密封圈气缸(25、35)具体实施方式图1是实验前仅对试件5加热时导杆1、透射杆2和试件5的相对位置关系图。图中入射杆1由一个普通支座4和一个推动支座3支撑，同样透射杆2也由一个普通支座24和一个推动支座23支撑。对试件5加热时，入射杆1和透射杆2均处于加热炉6之外，不会被同时加热。当试件温度达到预设值时，推动支座(3、23)在气缸内活塞的作用下，推动入射杆1和透射杆2向试件5运动，完成装置的组装，而试件5则仍处于加热炉6的有效加热范围之内，避免试件因离开热源而迅速降温。实施例1图2、图4、图5中，用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置，包括入射杆1、透射杆2、分别设置在入射杆1和透射杆2上的推动支座(3、23)、加热炉6及气路；试件设置于加热炉6中心，推动支座(3、23)分别由气缸和活塞组成。气路设置为双气路，推动支座的推动气路11和空气炮的击发气路15设置为各自独立的气源气路；双气路含有总气源7、独立的分气源12、空气炮的击发气路15、小型储气罐9、总阀门10、推动气路11；气路部分的连接关系是总气源7通过空气炮的击发气路15与总阀门10连接，分气源12通过设置的小型储气罐9与总阀门10连接，总阀门10通过推动气路11分别与推动支座(3、23)连接，分气源12与小型储气罐9之间还设置有可控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高温霍普金森压杆实验的双向双气路自动组装装置，包括入射杆（１）、透射杆（２）、分别设置在入射杆（１）和透射杆（２）上的推动支座（３、２３）、加热炉（６）及气路；推动支座（３、２３）分别由气缸和活塞组成；其特征在于：气路设置为双气路，推动支座的推动气路与空气炮击发气路设置为各自独立的气源气路；双气路含有总气源（７）、分气源、空气炮的击发气路（１５）、小型储气罐（９）、总阀门（１０）、推动气路（１１）；其连接关系是，总气源（７）通过空气炮的击发气路（１５）与总阀门（１０）连接，独立的分气源通过设置的小型储气罐（９）与总阀门（１０）连接，总阀门（１０）通过推动气路（１１）分别与推动支座（３、２３）连接，分气源与小型储气罐（９）之间还设置有控制进气速度和气压的小流量阀门（１３）；总阀门（１０）内设置有双气路通道，还设置有控制双气路的关闭或开启的阀门手柄（１８）；推动支座（３、２３）的气缸底部设置有环形凹槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢若泽，张方举，田常津，李思忠，王薇，何鹏，吴庆海，徐艾民，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]