【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动态力学，尤其涉及一种应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置。
技术介绍
1、分离式霍普金森拉杆(split hopkinson tension bar,shtb)是一种表征高应变率(102～104s-1)下材料变形的力学响应的设备，可以获得待测材料在不同应变速率下的一组应力—应变曲线。shtb试验装置具有多重优点，如结构简单、操作方便、测量方法精巧等。此外，该试验方法所设计的应变率范围(102～104s-1)能够覆盖研究中关心的应变率范围。在标准shtb实验中，试样经历了从加载一直到最终断裂的全过程。然而，在中断shtb实验中，这一标准被打破，试样在特定位置被允许发生变形，而不是像标准实验那样进行完全的加载直至断裂。这独特的方法为研究者提供了一种观察试样在不同阶段塑性变形的机会，并有助于逐步了解试样的微观结构演变。
2、为了深入揭示晶体材料在动态加载全过程的微结构演化特点及其变形机制，需要获得不同应变量下的试验样品做进一步微结构表征。目前，有两种主要的方法被广泛讨论：第一种方法是目前最为广泛使用的，它基于霍普金森杆反射波的吸收原理，采用动量吸收杆来捕获反射波，并且有效防止对试样进行二次加载。而第二种方法则是使用应变阻环将应变限制在某一特定值范围内，同时保持反射波仍保持在霍普金森杆中。第一种方法，尽管在实验上可以提供良好的性能，但由于其成本较高，实际应用时可能难以普及和实现。第二种通过预制止动环的高度可实现霍普金森压杆实验中不同应变的调整。然而，在现有霍普金森拉杆实验设备在霍普金森拉杆实验过程中并不
3、现有技术存在的问题是：
4、1、目前的霍普金森拉杆控制应变量的卡具只能控制一个预定应变量，需要重新制作卡具才能得到另一对应应变量。
5、2、目前的装置需要对原霍普金森拉杆进行改装，成本较高，难以普及和实现。
6、因此，本领域的技术人员致力于开发一种应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，以克服现有技术存在的问题。
技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何在霍普金森拉杆实验过程中实现对应变量的精确调控及卸载高速。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，包括被测试样、控制应变量的卡具、固定套具，所述控制应变量的卡具被配置成固定所述被测试样，所述固定套具被配置成固定所述控制应变量的卡具，所述被测试样整体为狗骨形片状结构，其第一端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的入射杆，第二端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的透射杆，所述被测试样的中部具有在活动肩和固定肩之间限定的标距段，所述活动肩靠近所述被测试样的所述第一端，所述固定肩靠近所述被测试样的所述第二端，所述控制应变量的卡具包括两个对称设置的子卡具，每个子卡具面向所述被测试样的标距段设置，每个子卡具包括子卡具本体、固定坎肩、活动坎肩、中间标距段，所述固定坎肩固定设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第二端处，所述活动坎肩设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第一端处，所述中间标距段被配置成插入固定在所述被测试样的标距段内，所述固定坎肩的内侧边缘紧靠在所述被测试样的固定肩上，所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留一定间隙。
3、进一步地，所述被测试样的活动肩和固定肩均沿所述被测试样的中部向两侧延伸，所述活动肩和固定肩的厚度和所述被测试样的其他部分厚度一致，所述活动肩的宽度小于所述固定肩的宽度。
4、进一步地，所述控制应变量的卡具的所述活动坎肩沿所述被测试样的轴向位置可调整。
5、进一步地，所述子卡具还包括固定螺钉，所述子卡具本体上设置有滑轨，所述活动坎肩沿所述滑轨可滑动，所述固定螺钉被配置成沿所述被测试样的轴向从靠近所述被测试样的所述第一端的一端旋入所述子卡具本体内，并抵靠在所述活动坎肩的外侧边缘，使得所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留预先设定的间隙。
6、进一步地，所述固定套具被配置成套合在所述控制应变量的卡具外侧，所述子卡具本体的外表面设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述子卡具本体的外表面相配合的圆弧面。
7、进一步地，所述固定套具和所述控制应变量的卡具之间采用间隙配合。
8、进一步地，还包括第一夹具，所述第一夹具包括两个对称设置的第一子夹具，每个第一子夹具面向所述被测试样的所述第一端的平面设置，每个第一子夹具包括第一卡合部和第一固定部，所述第一卡合部和所述被测试样的所述第一端的尺寸相配合，以将所述被测试样的所述第一端紧密固定住，所述第一固定部为半圆柱螺杆，当两个所述第一子夹具合上时形成完整的具有第一外螺纹的螺杆，所述霍普金森拉杆实验装置的所述入射杆上设置有具有与所述第一外螺纹相配合的第一内螺纹的安装孔，所述第一夹具被配置成螺纹连接至所述霍普金森拉杆实验装置的所述入射杆，所述固定套具被配置成套合在所述第一夹具外侧，所述第一子夹具的外表面为设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述子卡具本体的外表面相配合的圆弧面。
9、进一步地，还包括第二夹具，所述第二夹具包括两个对称设置的第二子夹具，每个第二子夹具面向所述被测试样的所述第二端的平面设置，每个第二子夹具包括第二卡合部和第二固定部，所述第二卡合部和所述被测试样的所述第二端的尺寸相配合，以将所述被测试样的所述第二端紧密固定住，所述第二固定部为半圆柱螺杆，当两个所述第二子夹具合上时形成完整的具有第二外螺纹的螺杆，所述霍普金森拉杆实验装置的所述透射杆上设置有具有与所述第二外螺纹相配合的第二内螺纹的安装孔，所述第二夹具被配置成螺纹连接至所述霍普金森拉杆实验装置的所述透射杆，所述固定套具被配置成套合在所述第二夹具外侧，所述第二子夹具的外表面为设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述第二子夹具本体的外表面相配合的圆弧面。
10、进一步地，所述固定套具和所述第一夹具、第二夹具之间采用间隙配合。
11、本专利技术还提供了一种如上所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置的使用方法，包括以下步骤：
12、步骤1、调整霍普金森拉杆实验装置的透射杆的位置，使透射杆与霍普金森拉杆实验装置的入射杆同轴心，并且使入射杆和透射杆中间留有相对距离；
13、步骤2、将被测试样第一端夹在第一夹具的两个子夹具之间，第二端夹在第二夹具的两个子夹具之间；将控制应变量的卡具的两个子卡具安装在被测试样的标距段上，将固定套具套合在控制应变量的卡具、第一夹具和第二夹具外侧；将第一夹具与入射杆螺纹连接，第二夹具与透射杆螺纹连接；将控制应变量的卡具的活动坎肩沿滑轨移动至预定应变量位置，通过旋转固定螺钉抵住活动坎肩；
14、步骤3、拉伸操作：通过管型子弹撞击靶板对入射杆施加拉力，固定坎肩与被测试样的固定肩贴合，当被测试样的活动肩变形至活动坎肩时，活动坎本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，包括被测试样、控制应变量的卡具、固定套具，所述控制应变量的卡具被配置成固定所述被测试样，所述固定套具被配置成固定所述控制应变量的卡具，所述被测试样整体为狗骨形片状结构，其第一端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的入射杆，第二端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的透射杆，所述被测试样的中部具有在活动肩和固定肩之间限定的标距段，所述活动肩靠近所述被测试样的所述第一端，所述固定肩靠近所述被测试样的所述第二端，所述控制应变量的卡具包括两个对称设置的子卡具，每个子卡具面向所述被测试样的标距段设置，每个子卡具包括子卡具本体、固定坎肩、活动坎肩、中间标距段，所述固定坎肩固定设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第二端处，所述活动坎肩设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第一端处，所述中间标距段被配置成插入固定在所述被测试样的标距段内，所述固定坎肩的内侧边缘紧靠在所述被测试样的固定肩上，所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留一定间隙。
2.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制
3.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述控制应变量的卡具的所述活动坎肩沿所述被测试样的轴向位置可调整。
4.如权利要求3所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述子卡具还包括固定螺钉，所述子卡具本体上设置有滑轨，所述活动坎肩沿所述滑轨可滑动，所述固定螺钉被配置成沿所述被测试样的轴向从靠近所述被测试样的所述第一端的一端旋入所述子卡具本体内，并抵靠在所述活动坎肩的外侧边缘，使得所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留预先设定的间隙。
5.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述固定套具被配置成套合在所述控制应变量的卡具外侧，所述子卡具本体的外表面设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述子卡具本体的外表面相配合的圆弧面。
6.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述固定套具和所述控制应变量的卡具之间采用间隙配合。
7.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，还包括第一夹具，所述第一夹具包括两个对称设置的第一子夹具，每个第一子夹具面向所述被测试样的所述第一端的平面设置，每个第一子夹具包括第一卡合部和第一固定部，所述第一卡合部和所述被测试样的所述第一端的尺寸相配合，以将所述被测试样的所述第一端紧密固定住，所述第一固定部为半圆柱螺杆，当两个所述第一子夹具合上时形成完整的具有第一外螺纹的螺杆，所述霍普金森拉杆实验装置的所述入射杆上设置有具有与所述第一外螺纹相配合的第一内螺纹的安装孔，所述第一夹具被配置成螺纹连接至所述霍普金森拉杆实验装置的所述入射杆，所述固定套具被配置成套合在所述第一夹具外侧，所述第一子夹具的外表面为设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述子卡具本体的外表面相配合的圆弧面。
8.如权利要求7所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，还包括第二夹具，所述第二夹具包括两个对称设置的第二子夹具，每个第二子夹具面向所述被测试样的所述第二端的平面设置，每个第二子夹具包括第二卡合部和第二固定部，所述第二卡合部和所述被测试样的所述第二端的尺寸相配合，以将所述被测试样的所述第二端紧密固定住，所述第二固定部为半圆柱螺杆，当两个所述第二子夹具合上时形成完整的具有第二外螺纹的螺杆，所述霍普金森拉杆实验装置的所述透射杆上设置有具有与所述第二外螺纹相配合的第二内螺纹的安装孔，所述第二夹具被配置成螺纹连接至所述霍普金森拉杆实验装置的所述透射杆，所述固定套具被配置成套合在所述第二夹具外侧，所述第二子夹具的外表面为设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置为与所述第二子夹具本体的外表面相配合的圆弧面。
9.如权利要求8所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述固定套具和所述第一夹具、第二夹具之间采用间隙配合。
10.一种如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，包括被测试样、控制应变量的卡具、固定套具，所述控制应变量的卡具被配置成固定所述被测试样，所述固定套具被配置成固定所述控制应变量的卡具，所述被测试样整体为狗骨形片状结构，其第一端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的入射杆，第二端被配置成可拆卸连接至霍普金森拉杆实验装置的透射杆，所述被测试样的中部具有在活动肩和固定肩之间限定的标距段，所述活动肩靠近所述被测试样的所述第一端，所述固定肩靠近所述被测试样的所述第二端，所述控制应变量的卡具包括两个对称设置的子卡具，每个子卡具面向所述被测试样的标距段设置，每个子卡具包括子卡具本体、固定坎肩、活动坎肩、中间标距段，所述固定坎肩固定设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第二端处，所述活动坎肩设置在所述子卡具本体内侧靠近所述被测试样的所述第一端处，所述中间标距段被配置成插入固定在所述被测试样的标距段内，所述固定坎肩的内侧边缘紧靠在所述被测试样的固定肩上，所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留一定间隙。
2.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述被测试样的活动肩和固定肩均沿所述被测试样的中部向两侧延伸，所述活动肩和固定肩的厚度和所述被测试样的其他部分厚度一致，所述活动肩的宽度小于所述固定肩的宽度。
3.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述控制应变量的卡具的所述活动坎肩沿所述被测试样的轴向位置可调整。
4.如权利要求3所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述子卡具还包括固定螺钉，所述子卡具本体上设置有滑轨，所述活动坎肩沿所述滑轨可滑动，所述固定螺钉被配置成沿所述被测试样的轴向从靠近所述被测试样的所述第一端的一端旋入所述子卡具本体内，并抵靠在所述活动坎肩的外侧边缘，使得所述活动坎肩的内侧边缘和所述被测试样的活动肩之间预留预先设定的间隙。
5.如权利要求1所述的应用于霍普金森拉杆控制应变量的试样卡具装置，其特征在于，所述固定套具被配置成套合在所述控制应变量的卡具外侧，所述子卡具本体的外表面设计为圆弧面，所述固定套具的内表面设置...
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