【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高端设备制造领域，尤其涉及应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置及其测试使用方法。
技术介绍
1、岩石、混凝土等脆性固体材料在中高应变率（101s-1~103s-1）条件下的动态力学响应研究一般采用分离式霍普金森杆开展，专利号us20210318216a1的专利技术提供了动态真三轴电磁霍普金森杆系统及测试方法，可在三轴六向同步向六根入射杆施加同步动态应力波，六个应力波到时误差保证在5μs之内，在施加应力波的同时可以在三个轴向施加真三轴静载，实现在真三轴静载加载下的三轴六向同步动态冲击，但此动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统与传统的气动霍普金森杆有所不同，传统的气动霍普金森杆中具有作为吸能系统的吸收杆，动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统没有作为吸能系统的装置，导致透射传播的冲击能量只能由波导杆承受，多次重复的冲击作用下，将会使波导杆的部分结构受损，因此有必要对现有的动态真三轴电磁霍普金森杆系统杆件添加吸能缓冲装置，防止六根入射杆短时间内在多次重复的动荷载作用下产生较大损伤，延长波导杆的使用寿命。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中问题，本专利技术提供了一种应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，包括缓冲吸能环、排气导管以及惰性气体储存箱，所述排气导管连接所述缓冲吸能环和惰性气体储存箱；
2、缓冲吸能环包括：受撞冲击环、惰性气体冲击环外壁、环状连杆、环状活塞、环内气室、环内气孔；所述受撞冲击环相对惰性气体冲击环外壁能够滑动，受撞冲击环和惰性气体冲击环
3、惰性气体储存箱设有分隔板上板和分隔板下板；分隔板上板和分隔板下板设置在惰性气体储存箱内，将惰性气体储存箱分为上气室和下气室，惰性气体储存箱还设有惰性气体储存箱进气孔，惰性气体储存箱进气孔连通上气室；分隔板上板和分隔板下板分别设有平衡气孔，分隔板上板和分隔板下板之间设置活塞，所述活塞设有活塞排气孔，活塞排气孔和分隔板上板和分隔板下板的平衡气孔连通后，上气室和下气室连通；分隔板上板一端设有泄气孔，分隔板上板和分隔板下板之间的活塞靠近所述泄气孔设置，活塞远离泄气孔的一端设有弹簧。
4、作为本专利技术的进一步改进，所述活塞包括无孔活塞和带孔活塞，带孔活塞上设置活塞排气孔，带孔活塞一端连接弹簧，带孔活塞另一端通过活塞连杆连接无孔活塞。
5、作为本专利技术的进一步改进，缓冲吸能环还包括缓冲吸能材料，缓冲吸能材料设置在惰性气体冲击环外壁上，受撞冲击环运动时，缓冲吸能材料与受撞冲击环紧密接触，减缓受撞冲击环的运动。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述受撞冲击环和惰性气体冲击环外壁的内部的中空结构为方形孔。
7、作为本专利技术的进一步改进，所述惰性气体为氮气。
8、作为本专利技术的进一步改进，缓冲吸能材料由橡胶或树脂材料制成。
9、一种应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置的测试使用方法，其利用上述的吸能缓冲装置，吸能缓冲装置通过中间的中空结构与波导杆连接；受撞冲击环与波导杆的凸台部分紧密贴合，调整波导杆以及缓冲吸能环位置，直至缓冲吸能环的后端与围压加载端挡板紧密贴合，此时位置为最佳，通过排气导管连接缓冲吸能环和惰性气体储存箱，安装完毕后，即可开始试验，预想结果为：电磁发射枪将应力波通过前端放大器输入波导杆，入射波到达试样边界面时会形成反射波，反射波以及对向透射波到达波导杆的凸台部分时，凸台撞击惰性气体缓冲吸能环的受撞冲击环，受撞冲击环带动活塞连杆以及活塞部分向气室方向运动，压缩惰性气体，受压缩的惰性气体从排气孔排出，经过排气导管进入到外部的惰性气体存储装置中，惰性气体储存箱被分隔板分隔为两个气室，压缩惰性气体首先进入上气室中，推动弹簧—活塞机构运动，直至排气孔到达平衡气孔位置，气体经由排气孔向下气室扩散，减小上气室内的压强，弹簧机—活塞机构开始复位，保证惰性气体吸能缓冲环内部惰性气体具有一定容量。
10、作为本专利技术的进一步改进，一次使用完毕之后，将外部惰性气体储存装置中的惰性气体重新充填至气室内，即能够再次使用。
11、作为本专利技术的进一步改进，同时保证惰性气体储存箱内部的上气室与下气室的气压相等，此时完成对于缓冲吸能装置的架设工作。
12、作为本专利技术的进一步改进，缓冲吸能环的端面与电磁脉冲枪外部保护框的端面紧密贴合。
13、本专利技术的有益效果是：
14、传统的气动霍普金森杆系统的透射杆后端无其余构件，故可在透射杆之后设置一根吸收杆作为缓冲吸能装置，但动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统由于多轴多向同步入射，六根波导杆同时作为入射杆，加载时需波导杆与电磁脉冲枪直接接触，波导杆与电磁脉冲枪之间不能增设额外构件，导致传统的一维霍普金森杆装置中采用吸收杆作为吸能缓冲装置的方法无法运用于该实验系统，同时动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统具有动静组合加载功能，其静载通过在波导杆上设置凸台结构实现，动态冲击下，波导杆的凸台结构存在冲击剪切破坏的问题，需要减少凸台结构在加载过程中受到的损伤。
15、因此，考虑动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统中波导杆的特殊构造，设计了一种采用惰性气体（例如氮气，并优选氮气）作为吸能介质的缓冲吸能装置，可为动态真三轴电磁霍普金森杆实验系统中具有特殊构造的波导杆起缓冲保护作用。
16、本申请中的吸能缓冲装置（例如形状设为环状），可为波导杆提供吸能缓冲作用，延长波导杆的凸台端在冲击荷载下的使用寿命。
17、相较于传统霍普金森杆使用吸收杆作为缓冲吸能装置，该设计采用了气体作为缓冲吸能的介质，减少碰撞产生的噪音。
18、单个带孔活塞可能存在由于活塞和上下分隔板接触不紧密，导致漏气问题，使用两个活塞结构，在带孔活塞前设置一个无孔活塞，增强气密性，防止漏气问题出现。
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1.一种应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：包括缓冲吸能环、排气导管以及惰性气体储存箱，所述排气导管连接所述缓冲吸能环和惰性气体储存箱；
2.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：所述活塞包括无孔活塞（33）和带孔活塞（36），带孔活塞（36）上设置活塞排气孔，带孔活塞（36）一端连接弹簧（37），带孔活塞（36）另一端通过活塞连杆（34）连接无孔活塞（33）。
3.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：缓冲吸能环还包括缓冲吸能材料（25），缓冲吸能材料（25）设置在惰性气体冲击环外壁（24）上，受撞冲击环（23）运动时，缓冲吸能材料（25）与受撞冲击环（23）紧密接触，减缓受撞冲击环（23）的运动。
4.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：所述受撞冲击环（23）和惰性气体冲击环外壁（24）的内部的中空结构为方形孔。
5.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特
6.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：缓冲吸能材料（25）由橡胶或树脂材料制成。
7.应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置的测试使用方法，其特征在于：其利用权利要求1至6任意一项所述的吸能缓冲装置，吸能缓冲装置通过中间的中空结构与波导杆连接；受撞冲击环与波导杆的凸台部分紧密贴合，调整波导杆以及缓冲吸能环位置，直至缓冲吸能环的后端与围压加载端挡板紧密贴合，此时位置为最佳，通过排气导管连接缓冲吸能环和惰性气体储存箱，安装完毕后，即可开始试验，预想结果为：电磁发射枪将应力波通过前端放大器输入波导杆，入射波到达试样边界面时会形成反射波，反射波以及对向透射波到达波导杆的凸台部分时，凸台撞击惰性气体缓冲吸能环的受撞冲击环，受撞冲击环带动活塞连杆以及活塞部分向气室方向运动，压缩惰性气体，受压缩的惰性气体从排气孔排出，经过排气导管进入到外部的惰性气体存储装置中，惰性气体储存箱被分隔板分隔为两个气室，压缩惰性气体首先进入上气室中，推动弹簧—活塞机构运动，直至排气孔到达平衡气孔位置，气体经由排气孔向下气室扩散，减小上气室内的压强，弹簧机—活塞机构开始复位，保证惰性气体吸能缓冲环内部惰性气体具有一定容量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：一次使用完毕之后，将外部惰性气体储存装置中的惰性气体重新充填至气室内，即能够再次使用。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：同时保证惰性气体储存箱内部的上气室与下气室的气压相等，此时完成对于缓冲吸能装置的架设工作。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：缓冲吸能环的端面与电磁脉冲枪外部保护框的端面紧密贴合。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：包括缓冲吸能环、排气导管以及惰性气体储存箱，所述排气导管连接所述缓冲吸能环和惰性气体储存箱；
2.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：所述活塞包括无孔活塞（33）和带孔活塞（36），带孔活塞（36）上设置活塞排气孔，带孔活塞（36）一端连接弹簧（37），带孔活塞（36）另一端通过活塞连杆（34）连接无孔活塞（33）。
3.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：缓冲吸能环还包括缓冲吸能材料（25），缓冲吸能材料（25）设置在惰性气体冲击环外壁（24）上，受撞冲击环（23）运动时，缓冲吸能材料（25）与受撞冲击环（23）紧密接触，减缓受撞冲击环（23）的运动。
4.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：所述受撞冲击环（23）和惰性气体冲击环外壁（24）的内部的中空结构为方形孔。
5.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
6.根据权利要求1所述的应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置，其特征在于：缓冲吸能材料（25）由橡胶或树脂材料制成。
7.应用于动态真三轴电磁霍普金森杆的吸能缓冲装置的测试使用方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建波，谢骋丞，周韬，暴伟越，张世威，岑卓，李俊言，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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