霍普金森压杆Hopkinson压杆.doc

100mm/75mm/50mm/20mm霍普金森压杆Hopkinson压杆

一、 Hopkinson压杆构成
  霍普金森多功能压杆设备主要由储气设备、发射系统、杆系与子弹、量测系统、中心支撑部件、基础导轨、缓冲装置和辅助设备等组成。

1 、发射系统：由储气室、发射体、汽缸、活塞、联接体、支承座、多种可更换炮管、反后座支架等组成。压力最高可达 5.8MPa ，炮管内径可实现为 Φ 7 5 ， Φ 20 等多种规格 ，长度为3m 。

2 、杆系与子弹：分两种材料：
（1） 弹簧钢，热处理，规格 Φ 7 5 ，Φ 20 ，最大长度 3m 。
（2） 超硬铝 LC4 规格 Φ 7 5 ，Φ 20 ， 最大长度 3m 。
3 、中心支撑部件：由基座、三向移动锁定定位机构、高精度轴承、压盖、手动机构等构成。主要特点在统一基准导轨下可使不同直径杆系沿轴向运动为滚动摩擦。滑动轻快，自调整极其方便。
4 、基础导轨：由多根铸铁地轨、地脚调节装置等拼合组成的一条整体导轨。使用专用技术，使导轨在安装好后，形成两个基准：一个是侧基准，一个是水平基准，可使发射装置、杆系、支撑部件等在同一基准下工作，大大提高调试工作效率。整体基准直线度可控制在 0.04/m 以内。

二、系统指标：

1 、压力范围： 0.2~5.8MPa
2 、杆系直径：两种： Φ 7 5 ，Φ 20 。
3 、子弹速度： ≤ 40m /s
4 、杆件材料：弹簧钢、超硬铝 LC4 ，均热处理。
5 、导轨长度： 12.4m
6 、适用杆件直径范围： Φ 20 ~ Φ 75
三、 动态压缩试验

1测试系统
传统的Hopkinson压杆测试系统包括有：加载系统、动态应变仪、数据记录与采集系统和数据分析计算系统，如图1所示。

图1 分离式Hopkinson压杆实验原理图

1.1.2测试原理
Hopkinson压杆装置的核心部分是两段分离的弹性波导杆，即输入杆和输出杆，试样夹在两杆之间。加载脉冲由撞击杆撞击输入杆的端部产生。撞击杆在压气枪中由高压气体的推动作用被加速到一定的撞击速度，以此速度撞击输入杆的端部，产生一个持续时间取决于撞击杆长度的入射弹性压力脉冲。当初始的压力脉冲经撞击杆的自由端反射成为一个拉力脉冲并回到撞击面时，撞击杆就完成了对输入杆的卸载，因而在输入杆中将产生波长为撞击杆长度两倍的入射应力波。当输入杆中的入射应力波到达试样时，一部分由于杆和试样横截面积不等和波阻抗不匹配而反射回输入杆形成反射应力波，另一部分则穿过试样到达输出杆形成透射应力波，透射应力波再由吸收杆捕获，最后由能量捕收器吸收。装置见图如图1所示。

 1.2 动态拉伸试验

1.2.1测试系统

图2 改进的Hopkinson杆测试系统
传统的Hopkinson杆实验设备主要用于测试材料的动态压缩力学性能参数，改进后的Hopkinson杆则可以实现动态拉伸试验，图2给出的是加载板状拉伸试样的加载装置示意图。测试系统包括：加载系统、动态应变仪、数据记录与采集系统和数据分析计算系统等。

1.2.2测试原理
测试记录的入射、反射、透射脉冲分别用、、表示，根据试样与拉杆的界面条件，按一维弹性波传播理论可计算得到试样中的应力、应变以及相应的应变率大小，其计算公式与动态压缩试验中的公式一样。

备注：此系统为定制产品，主要规格有100mm，75mm, 50mm, 20mm等，欢迎广大客户来电咨询。
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