一種適用於板條試件的霍普金森拉杆的製作方法
2023-11-30 04:25:51 1
一種適用於板條試件的霍普金森拉杆的製作方法
【專利摘要】實用新型公開了一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，包括圓柱形的入射杆和透射杆，沿入射杆的徑向開設有徑向通槽、徑向通孔和用於安裝連接螺釘的螺釘安裝孔。本實用新型通過連接螺釘與徑向通槽和板條試件的配合，最終可實現板條試件與連接螺釘之間的無縫隙接觸，同時結合第一壓緊部和第二壓緊部與板條試件之間較大的摩擦力，可有效避免板條試件與入射杆和透射杆之間發生相對滑移，保證試驗結果的有效性，並且在確保霍普金森衝擊拉伸試驗結果準確性的基礎上，可大幅提高試驗效率。
【專利說明】一種適用於板條試件的霍普金森拉杆
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及霍普金森衝擊拉伸試驗所用的拉杆，具體是一種適用於板條試件的霍普金森拉杆。
【背景技術】
[0002]目前，國內外學者普遍採用分離式霍普金森拉杆試驗裝置研究材料在不同應變率下的動態拉伸力學性能。霍普金森拉杆試驗裝置的拉杆包括圓柱形的入射杆和透射杆，試驗時將拉伸試件的兩端分別與入射杆和透射杆固定連接。霍普金森拉伸試件通常為圓柱形或板條狀。對於圓柱形霍普金森拉伸試件，霍普金森拉杆和試件通過螺紋連接，一般在霍普金森拉杆的端部預留有內螺紋，在試件的兩端加工有外螺紋，通過試件兩端的外螺紋與霍普金森拉杆端部的內螺紋的配合實現霍普金森拉杆和試件的連接。對於板條狀試件與霍普金森拉杆的連接，目前國內主要採用如下形式:在二者之間增加一個圓柱形夾具，該夾具的一端採用外螺紋和霍普金森拉杆的內螺紋進行螺紋連接，另一端採用刻槽並配合螺栓與板條狀試件連接，同時配合膠粘劑把試件和夾具粘結在一起。通過增加夾具將板條狀試件和霍普金森拉杆連接存在一定的缺陷，其表現為:對於夾具和霍普金森拉杆之間的連接，夾具的外螺紋和拉杆的內螺紋連接之後二者之間還存在一定的縫隙，在霍普金森拉伸試驗中，該縫隙會造成霍普金森拉杆和夾具之間發生相對滑移；此外，對於在夾具上設置刻槽並配合螺栓連接板條狀試件，螺栓和試件的螺栓孔之間以及試件和刻槽面之間不管螺栓是否旋緊都有間隙存在，在霍普金森拉伸試驗中，會引起試件和夾具之間發生滑移，且試件的螺栓孔承壓面會發生局部不均勻變形，使試件的圓形螺栓孔變成橢圓孔。以上這些相對滑移以及試件螺栓孔的局部不均勻變形，都會造成試驗過程中測量得到的數據失真，導致試驗結果不準確。雖然通過在試件和刻槽表面之間塗上粘結劑把二者粘結在一起後，可以在一定程度上解決二者之間的相對滑移和試件螺栓孔局部不均勻變形的問題，但是，膠粘劑的塗膠過程較為繁瑣、耗時，塗膠後膠粘劑的固化也需要一定的時間，並且再次試驗時需先把刻槽內固化的膠粘劑去除，也需耗費較長時間，因此現有通過增加夾具將板條狀試件和霍普金森拉杆連接的方式，影響霍普金森衝擊拉伸試驗的試驗效率。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:針對現有技術的不足，提供一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，該霍普金森拉杆在確保霍普金森衝擊拉伸試驗結果準確性的基礎上，可大幅提聞試驗效率。
[0004]本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為:一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，包括圓柱形的入射杆和透射杆，所述的入射杆和所述的透射杆的直徑大小相同，沿所述的入射杆的徑向開設有徑向通槽、徑向通孔和用於安裝連接螺釘的螺釘安裝孔，所述的徑向通槽設置在所述的入射杆的一端，所述的徑向通孔位於所述的徑向通槽的底部，所述的螺釘安裝孔與所述的徑向通槽垂直，所述的徑向通槽和所述的徑向通孔相導通，所述的徑向通孔的孔徑大於所述的徑向通槽的高度，在入射杆的與徑向通槽垂直的軸截面上徑向通槽的中心線、徑向通孔的中點和入射杆的中心線在同一條直線上，從而徑向通槽和徑向通孔將入射杆的一端部均分為第一壓緊部和第二壓緊部，所述的螺釘安裝孔包括中心軸在同一條直線上的圓孔和螺紋孔，所述的圓孔開設在所述的第一壓緊部的中部，所述的螺紋孔開設在所述的第二壓緊部的中部，所述的圓孔的孔徑大於所述的螺紋孔的孔徑，所述的連接螺釘包括依次連接設置的螺釘頭、柱形部、變截面部和螺紋部，所述的柱形部的外徑與所述的圓孔的孔徑相同，所述的柱形部與所述的變截面部的長度之和大於所述的圓孔的深度，所述的螺紋部與所述的第二壓緊部上的螺紋孔相適配，所述的入射杆的另一端設置有內螺紋；所述的透射杆與所述的入射杆的結構相同，不同之處在於，所述的透射杆的另一端未設置內螺紋。
[0005]試驗前在板條試件的兩端開設與螺釘安裝孔相對應的連接孔，該連接孔的孔徑與螺紋孔的孔徑大小相同。板條試件的端部裝入徑向通槽並將連接螺釘安裝於螺釘安裝孔後，旋緊連接螺釘，由於在徑向通槽的底部設置有徑向通孔，且徑向通孔的孔徑大於徑向通槽的高度，因此徑向通槽自其開口向內會慢慢收縮，使第一壓緊部和第二壓緊部逐漸貼緊板條試件，從而板條試件與入射杆和透射杆之間的摩擦力增大，板條試件可固定連接於入射杆和透射杆。此外，連接螺釘採用變截面部過渡，旋緊連接螺釘，該變截面部可穿過板條試件並擠壓板條試件上的連接孔，使連接孔發生局部的塑性變形，使板條試件上該發生塑性變形部位的屈服強度提高，從而使該部分材料在試驗過程中不易發生局部變形，並保證了試件和螺釘的無縫隙接觸。因此，本實用新型通過連接螺釘與徑向通槽和板條試件的配合，最終可實現板條試件與連接螺釘之間的無縫隙接觸，同時結合第一壓緊部和第二壓緊部與板條試件之間較大的摩擦力，可有效避免板條試件與入射杆和透射杆之間發生相對滑移，保證試驗結果的有效性。
[0006]作為優選，所述的徑向通孔的孔徑大小與所述的徑向通槽的高度大小的比值為I?5:1，這樣旋緊連接螺釘時徑向通槽易收縮，並且確保了其適當幅度的可收縮範圍，使板條試件厚度較小時的拉伸試驗得以解決。
[0007]作為進一步優選，所述的徑向通槽的深度大小為所述的入射杆的直徑大小的2?3倍，可增大板條試件與入射杆和透射杆之間的接觸面積，增大摩擦力，使板條試件與入射杆和透射杆的連接更牢固。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的優點在於:本實用新型公開的適用於板條試件的霍普金森拉杆，通過連接螺釘與徑向通槽和板條試件的配合，最終可實現板條試件與連接螺釘之間的無縫隙接觸，同時結合第一壓緊部和第二壓緊部與板條試件之間較大的摩擦力，可有效避免板條試件與入射杆和透射杆之間發生相對滑移，保證試驗結果的有效性，並且在確保霍普金森衝擊拉伸試驗結果準確性的基礎上，可大幅提高試驗效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為實施例中入射杆的結構示意圖；
[0010]圖2為實施例中透射杆的結構示意圖；
[0011]圖3為實施例中連接螺釘的外觀圖；
[0012]圖4為實施例中板條試件的外觀圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0014]如圖所示，一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，包括圓柱形的直徑均為Φ19πιπι的入射杆I和透射杆2，沿入射杆I的徑向開設有深度為50_的徑向通槽11、孔徑為Φ3_的徑向通孔12和用於安裝連接螺釘3的螺釘安裝孔13，徑向通槽11的高度為1.2_，徑向通槽11設置在入射杆I的一端，徑向通孔12位於徑向通槽11的底部，螺釘安裝孔13與徑向通槽11垂直，徑向通槽11和徑向通孔12相導通，在入射杆I的與徑向通槽11垂直的軸截面上徑向通槽11的中心線、徑向通孔12的中點和入射杆I的中心線在同一條直線上，從而徑向通槽11和徑向通孔12將入射杆I的一端部均分為第一壓緊部14和第二壓緊部15，螺釘安裝孔13包括中心軸在同一條直線上的孔徑為Φ8.5_、深度為8.9mm的圓孔16和M8的螺紋孔17，圓孔16開設在第一壓緊部14的中部，螺紋孔17開設在第二壓緊部15的中部，連接螺釘3包括依次連接設置的螺釘頭31、柱形部32、變截面部33和M8的螺紋部34，柱形部32的外徑為Φ8.5mm，柱形部32的長度為8.5mm，變截面部33的長度為2mm，入射杆I的另一端設置有M19*l.5的內螺紋18，用於連接霍普金森拉杆試驗裝置上(圖中未示出)的撞擊塊；透射杆2與入射杆I的結構相同，不同之處在於，透射杆2的另一端未設置內螺紋。
[0015]試驗前在板條試件4的兩端開設與入射杆I和透射杆2上的螺釘安裝孔相對應的兩個連接孔41，如圖4所示，該連接41的孔徑為Φ8πιπι。板條試件4的端部裝入徑向通槽並將連接螺釘安裝於螺釘安裝孔後，旋緊連接螺釘，板條試件4可固定連接於入射杆I和透射杆4，由於在徑向通槽的底部設置有徑向通孔，且徑向通孔的孔徑大於徑向通槽的高度，因此徑向通槽自其開口向內會慢慢收縮，使第一壓緊部和第二壓緊部逐漸貼緊板條試件4，保證板條試件4與入射杆I和透射杆2之間有足夠大的摩擦力，此外，徑向通槽收縮的同時連接螺釘上的變截面部穿過板條試件4並擠壓板條試件4上的連接孔41，可實現板條試件4與連接螺釘3之間的無縫隙接觸，從而有效避免板條試件4與入射杆I和透射杆2之間發生相對滑移，保證試驗結果的有效性。
【權利要求】
1.一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，包括圓柱形的入射杆和透射杆，所述的入射杆和所述的透射杆的直徑大小相同，其特徵在於沿所述的入射杆的徑向開設有徑向通槽、徑向通孔和用於安裝連接螺釘的螺釘安裝孔，所述的徑向通槽設置在所述的入射杆的一端，所述的徑向通孔位於所述的徑向通槽的底部，所述的螺釘安裝孔與所述的徑向通槽垂直，所述的徑向通槽和所述的徑向通孔相導通，所述的徑向通孔的孔徑大於所述的徑向通槽的高度，在入射杆的與徑向通槽垂直的軸截面上徑向通槽的中心線、徑向通孔的中點和入射杆的中心線在同一條直線上，從而徑向通槽和徑向通孔將入射杆的一端部均分為第一壓緊部和第二壓緊部，所述的螺釘安裝孔包括中心軸在同一條直線上的圓孔和螺紋孔，所述的圓孔開設在所述的第一壓緊部的中部，所述的螺紋孔開設在所述的第二壓緊部的中部，所述的圓孔的孔徑大於所述的螺紋孔的孔徑，所述的連接螺釘包括依次連接設置的螺釘頭、柱形部、變截面部和螺紋部，所述的柱形部的外徑與所述的圓孔的孔徑相同，所述的柱形部與所述的變截面部的長度之和大於所述的圓孔的深度，所述的螺紋部與所述的第二壓緊部上的螺紋孔相適配，所述的入射杆的另一端設置有內螺紋；所述的透射杆與所述的入射杆的結構相同，不同之處在於，所述的透射杆的另一端未設置內螺紋。
2.根據權利要求1所述的一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，其特徵在於所述的徑向通孔的孔徑大小與所述的徑向通槽的高度大小的比值為1?5:1。
3.根據權利要求1或2所述的一種適用於板條試件的霍普金森拉杆，其特徵在於所述的徑向通槽的深度大小為所述的入射杆的直徑大小的2?3倍。
【文檔編號】G01N3/04GK204142561SQ201420553661
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】王煥然, 馬東方, 馬伯翰, 陳大年 申請人:寧波大學