一種可消除預運動的霍普金森拉杆裝置的製作方法

2023-09-21 15:57:10

本實用新型屬於材料動態力學性能實驗設備領域，具體涉及一種可消除預運動的霍普金森拉杆裝置。

背景技術：

分離式霍普金森杆實驗裝置是一種研究一維應力狀態下材料動態力學性能的一種重要實驗設備，其原理是建立在一維應力波理論基礎上。自從1949年Kolsky實用新型它並用其研究一維應力狀態下材料動態力學性能以來該實驗裝置已有很多改進，實驗技術不斷提高。霍普金森拉杆裝置主要是由氣槍、管狀子彈、入射杆、透射杆和數據採集裝置組成。管狀子彈受高壓室的推動，撞擊入射杆的法蘭端，在入射杆中形成一個拉伸脈衝，即入射波，入射波在入射杆中向前傳播。

當使用高速相機研究的時候，如果採用傳統的分離式霍普金森杆實驗裝置，在子彈發射過程中，由於管狀子彈與拉杆存在摩擦，導致拉杆會出現一個預運動的現象，選擇的樣品的觀察區域會在加載之前。

技術實現要素：

本實用新型的目的是解決上述問題，提供一種結構簡單、設計合理可消除預運動的霍普金森拉杆裝置

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種可消除預運動的霍普金森拉杆裝置，包括同軸套設的外管和內管，外管內壁與內管外壁之間具有間隙，所述內管上套設有管狀子彈，所述管狀子彈上套設有密封滑動圈，管狀子彈和密封滑動圈位於外管內壁與內管外壁之間，所述外管和內管的一端通過焊接連接，另一端設有支撐件，所述外管上開設有接頭，所述接頭位於焊接端與管狀子彈之間。

優選地，所述密封滑動圈數量為兩個，分別位於管狀子彈的靠近兩端處。

優選地，所述密封滑動圈與管狀子彈之間密配合。

優選地，所述密封滑動圈採用聚四氟乙烯製成。

優選地，所述管狀子彈與內管外壁之間潤滑連接。

優選地，所述接頭為1/4NPT接頭。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的可消除預運動的霍普金森拉杆裝置，採用由外管和內管組成的雙層拉杆結構，管狀子彈套在內管上，通過內管進行有效的隔離，從而在發射之前，避免了因拉杆與管狀子彈的摩擦而導致拉杆提前進行運動，該結構設計合理，可有效解決現有技術中拉杆出現預運動的問題，使得採集到的實驗數據更加精確，有效的提高了實驗的成功率。

附圖說明

圖1是本實用新型可消除預運動的霍普金森拉杆裝置的主視圖；

圖2是本實用新型可消除預運動的霍普金森拉杆裝置的立體圖；

圖3是本實用新型中管狀子彈與密封滑動圈的軸向剖視圖；

圖4是實施例中BiAl四幅無濾波器的動態圖片。

附圖標記說明：1、外管；2、內管；3、接頭、4、密封滑動圈；5、管狀子彈；6、支撐件；7、焊接處。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明：

如圖1-2所示，本實用新型可消除預運動的霍普金森拉杆裝置，包括外管1、內管2、密封滑動圈4、管狀子彈5、支撐件6。

外管1和內管2同軸套設，外管1內壁與內管2外壁之間具有間隙。管狀子彈5套設在內管2上，且管狀子彈5的內徑與內管2的外徑相匹配。管狀子彈5內壁與內管2外壁之間潤滑連接，能夠有一定的氣密性，在氣體的推動下，能夠順利滑出。密封滑動圈4套設在管狀子彈5上，且密封滑動圈4的內徑與管狀子彈5的外徑相匹配，密封滑動圈4的的外徑與外管的內徑相匹配。密封滑動圈4主要起潤滑的作用，在氣體的推動下能夠更好有效地將子彈推出，同時兼具密封作用。如圖3所示，在本實施例中，密封滑動圈4採用聚四氟乙烯製成，數量為兩個，分別套設在管狀子彈5的靠近兩端處。密封滑動圈4與管狀子彈5之間密配合。值得說明的是，密封滑動圈4不限於使用聚四氟乙烯製作，只要能達到密封及潤滑的作用即可。作為本實用新型的優選實施例，聚四氟乙烯的摩擦係數極小，在所有的工程材料當中也是最小的，潤滑作用大且具有密封功能，因而可以達到更好的技術效果。

外管1和內管2的開始端通過焊接連接，即焊接處7。需要說明的是，焊接方式沒有任何限制，只要保證外管1和內管2同軸心即可。支撐件6設置於外管和內管2的另一端，位於外管1和內管2之間，在不進行實驗時，用於防止內管2變形。在本實施例中，支撐件6包括圓形端蓋和與圓形端蓋一體成型的空心圓柱，空心圓柱設於外管1和內管2之間。空心圓柱的外徑與外管1的內徑相匹配，空心圓柱的內徑與內管2的外徑相匹配。

進一步的，外管1上開設有通孔，通孔處設有接頭3，位於焊接端與管狀子彈5之間。該接頭3採用1/4NPT接頭。

本實用新型解決預運動問題的原理是：管狀子彈套在內管上，通過內管進行有效的隔離，從而在發射之前，避免了因拉杆與管狀子彈的摩擦而導致拉杆提前進行運動。管狀子彈並不直接套在拉杆上，這也是與傳統的分離式霍普金森拉杆最大的不同之處。

如圖4所示，為採用本實用新型可消除預運動的霍普金森拉杆裝置進行實驗，BiAl四幅且沒有濾波器的動態圖片，由該動態圖片足以證實了本實用新型的優越性。在本實驗當中，採用高速攝像機，它具有高圖像穩定性、高傳輸能力和高抗幹擾能力等優點，且它可用於顯微高速成像。通過使用雙層拉杆，由這四幅圖，可以清晰的看到沒有受到幹擾，且隨著時間的增加，圖中某些黑色斑點的運動呈現出一定的規律變化。而在使用傳統的分離式霍普金森拉杆的實驗中，只能拍攝到第一張與本實用新型裝置相類似的圖片，之後拍攝到的是拉杆的畫面，原因是在拍攝過程中已跑出畫面。由此可見，本實用新型裝置達到了所預定的效果及證實了其優越性。

綜上所述，本實用新型提供的可消除預運動的霍普金森拉杆裝置，採用由外管和內管組成的雙層拉杆結構，設計合理，可有效解決現有技術中拉杆出現預運動的問題，使得採集到的實驗數據更加精確，有效的提高了實驗的成功率。

本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的實施例是為了幫助讀者理解本實用新型的原理，應被理解為本實用新型的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本實用新型公開的這些技術啟示做出各種不脫離本實用新型實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本實用新型的保護範圍內。