一种适用于脆性材料测试的SHTB装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于冲击动力学试验领域，具体涉及一种适用于脆性材料测试的SHTB装置及测试方法。用于测试脆性材料，脆性材料的待测试部件的两端设有固定部，装置包括夹持机构，夹持机构用于夹持固定待测试部件，且夹持机构的外周设有与SHTB螺纹配合的外螺纹，从而通过SHTB装置将脆性的待测试部件装配于SHTB装置的入/透射杆。该发明专利技术专利的提出，有效解决了脆性材料难以在传统的霍普金森拉杆上开展动态力学性能测试的问题，为脆性材料的SHTB实验提供了一种新的方案。种新的方案。种新的方案。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于脆性材料测试的SHTB装置及测试方法


[0001]本专利技术属于冲击动力学试验领域，具体涉及一种适用于脆性材料测试的SHTB装置及测试方法。

技术介绍

[0002]随着社会和经济的发展，越来越多利国利民的大工程如雨后春笋般出现。这些结构工程往往高大而复杂，除了承担正常设计载荷范围的以外，还要具备承受极端载荷作用的能力，比如火灾、地震、撞击、爆炸等。这需要我们对这些结构工程材料(如金属、混凝土、岩石等)的力学性能尤其是动态力学性能有更全面的了解。霍普金森杆试验系统作为研究材料动态力学性能有效手段，近几十年得到了广泛的应用并成为研究材料的动态力学性能的重要手段，它主要研究材料在高应变率下的力学性能与行为。
[0003]材料的动态力学性能分为动态压缩和动态拉伸力学性能，自1960年Harding建立了分离式霍普金森拉杆以来，分离式霍普金森拉杆(SHTB)便成为了测试材料在高应变率下拉伸力学性能的一种有效方法。对于岩石、混凝土、聚氨酯泡沫等脆性材料来说，目前SHTB实验中试样与加载杆连接的方式主要是用树脂等粘合剂进行粘接、固化，其缺点是消耗时间过长，通常一发实验需要1天以上，并且实验结果表明，采用粘接的方式对脆性材料开展霍普金森拉杆实验时，试样的断裂往往是在端部发生的，这会导致实验数据准确性下降。需要对夹持方式进行改进，才能更准确的对脆性材料的动态拉伸力学性能进行测试。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于脆性材料测试的改进SHTB装置，其目的是为了解决目前岩石、混凝土、聚氨酯泡沫等脆性材料难以在传统的霍普金森拉杆上开展动态力学性能测试这一问题。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种适用于脆性材料测试的SHTB装置，用于测试脆性材料，脆性材料的待测试部件的两端设有固定部，装置包括夹持机构，夹持机构用于夹持固定待测试部件，且夹持机构的外周设有与SHTB螺纹配合的外螺纹，从而通过SHTB装置将脆性的待测试部件装配于SHTB装置的入/透射杆。
[0006]进一步的，待测试部件整体呈圆柱形，包括主体和位于主体两端的固定部，待测试部件两端的固定部直径大于主体部分的直径。
[0007]进一步的，所述夹持机构两端的结构相同，夹持机构包括上半螺纹块和下半螺纹块，上半螺纹块和下半螺纹块的内部设有与待测试部件的固定部相匹配的固定槽，上半螺纹块和下半螺纹块的外周设有外螺纹。
[0008]进一步的，所述固定槽的形状由两端直径不同的圆槽组成，且直径较大的圆槽设置在上半螺纹块和下半螺纹块相互原理的一侧。
[0009]进一步的，所述上半螺纹块和下半螺纹块上设有定位机构，用于固定待测试部件的定位。
[0010]进一步的，所述定位机构包括设置于上半螺纹块或下半螺纹块上的凸起，和设置在下半螺纹块或上半螺纹块上的与凸起配合的定位槽。
[0011]进一步的，夹持机构的材料与入射杆及透射杆材料相同。
[0012]进一步的，两端的由上半螺纹块和下半螺纹块组成的螺纹组件的旋向相同，且与入射杆及透射杆相对应。
[0013]一种利用上述的装置进行脆性材料SHTB测试的方法，包括如下步骤：
[0014]步骤(1)：将脆性材料试件加工成整体呈圆柱形的待测试部件，待测试部件包括主体部和固定部，两端的固定部直径大于主体部的直径；
[0015]步骤(2)：将步骤(1)加工的待测试部件装配于夹持机构；
[0016]步骤(3)：将装配有待测试部件的夹持机构与入射杆和透射杆装配，进行试验。
[0017]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0018]目前的SHTB实验中试样与加载杆的连接主要为螺纹连接，属于固定连接方式，但对于岩石、混凝土、聚氨酯泡沫等脆性材料来说，无法将其加工成带螺纹的SHTB试件，为了解决该问题，本专利技术考虑改进霍普金森拉杆实验的夹持装置，通过将螺纹部件加工成上半螺纹块和下半螺纹块，将待测材料加工成哑铃形测试部件的方式，避免了将脆性材料加工成螺纹试件这一困难，同时也不需要设计专门的入射杆及透射杆，大大节省了实验成本和时间。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的SHTB装置的使用示意图。
[0020]图2为本专利技术的上半螺纹块正视图。
[0021]图3为本专利技术的上半螺纹块的侧视图。
[0022]图4为本专利技术的上半螺纹块的俯视图。
[0023]图5为本专利技术的下半螺纹块的正视图。
[0024]图6为本专利技术的下半螺纹块的侧视图。
[0025]图7为本专利技术的下半螺纹块的俯视图。
[0026]图8为本专利技术的待测试部件的正视图。
[0027]图9为本专利技术的待测试部件的侧视图。
[0028]图10为本专利技术待测试部件的俯视图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1‑
待测试部件，2
‑
左螺纹组件，3
‑
右螺纹组件，4
‑
上半螺纹块，5
‑
下半螺纹块，6
‑
固定槽，7
‑
凸起，8
‑
定位槽。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0032]如图1
‑
10所示，一种适用于脆性材料测试的改进SHTB装置，所述SHTB装置中的试件包括螺纹部件和待测试部件1；所述螺纹部件包括左螺纹组件2和右螺纹组件3，其中左螺纹组件2和右螺纹组件3又分别包括上半螺纹块4和下半螺纹块5，上半螺纹块4和下半螺纹块5均设置有用于固定待测试部件1的固定槽6，所述上半螺纹块4设置有凸起7，所述下半螺
纹块5设置有对应的定位槽8用于上半螺纹块4和下半螺纹块5的对准，使得上半螺纹4和下半螺纹5在装配时不发生径向滑动；所述待测试部件1为哑铃型试件。
[0033]螺纹部件材料与入射杆及透射杆材料相同，测试部件材料为待测的脆性材料。
[0034]所述螺纹部件的旋向与入射杆及透射杆相对应，原则上左螺纹组件2和右螺纹组件3旋向相同。
[0035]所述待测试部件1为哑铃型试件，其标距段和端部均为圆柱体。
[0036]一种利用上述的装置进行脆性材料SHTB测试的方法，包括如下步骤：
[0037]步骤1、加工出附图所示的上半螺纹块4和下半螺纹块5两对，其原材料与霍普金森拉杆材料相同。
[0038]步骤2、将待测的脆性材料加工成附图所示的待测试部件1。
[0039]步骤3、将测试部件装配至上半螺纹块4和下半螺纹块5对应的固定槽6中。
[0040]步骤4、将装配好的左螺纹组件2和右螺纹组件3拧进入射杆及透射杆中，入射杆及透射杆的螺纹槽可以防止上半螺纹块4和下半螺纹块5发生径向松动，上半螺纹块4和下半螺纹块5自带的突起和凹槽可以防止上半螺纹块4和下半螺纹块5发生轴向移动，试件的夹持是可靠的。
[0041]步骤5、按照霍普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于脆性材料测试的SHTB装置，其特征在于，用于测试脆性材料，脆性材料的待测试部件的两端设有固定部，装置包括夹持机构，夹持机构用于夹持固定待测试部件，且夹持机构的外周设有与SHTB螺纹配合的外螺纹，从而通过SHTB装置将脆性的待测试部件装配于SHTB装置的入/透射杆。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，待测试部件整体呈圆柱形，包括主体和位于主体两端的固定部，待测试部件两端的固定部直径大于主体部分的直径。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述夹持机构两端的结构相同，夹持机构包括上半螺纹块和下半螺纹块，上半螺纹块和下半螺纹块的内部设有与待测试部件的固定部相匹配的固定槽，上半螺纹块和下半螺纹块的外周设有外螺纹。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述固定槽的形状由两端直径不同的圆槽组成，且直径较大的圆槽设置在上半螺纹块和下半螺纹块相互原理的一侧。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑞源，文彦博，秦健，迟卉，张延泽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：