一种微型霍普金森拉杆装置的制作方法

1.本实用新型涉及动态力学性能测试技术领域，具体涉及一种微型霍普金森拉杆装置。


背景技术：

2.霍普金森拉杆是一种可以用来开展材料动态试验研究的实验装置，被广泛应用于测试材料的动态力学特性。目前，微型霍普金森拉杆装置包括气枪、入射杆、透射杆以及吸收杆，气枪内设置有法兰和撞击管，试件连接在入射杆与透射杆之间；向气枪内充入气体，使撞击管撞击法兰进而拉动入射杆。
3.上述的微型霍普金森拉杆装置，需要气枪以及高压气罐等一系列设备来驱动入射杆移动，增加了整体装置的成本以及占地空间。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的微型霍普金森拉杆装置的驱动系统的成本高、且体积大的缺陷，从而提供一种微型霍普金森拉杆装置。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，包括:
6.底座，一端角度可调的连接在固定件上，所述底座的顶端具有多个间隔设置的支撑座，所述支撑座上具有贯通的穿过孔；
7.支撑机构，具有朝向所述底座设置的支撑杆，所述支撑杆的一端支撑在所述底座的底端；
8.所述底座上具有自上而下依次滑动穿过所述穿过孔的透射杆、入射杆以及吸收杆，所述吸收杆的背离所述入射杆的一端与缓冲座抵接，所述入射杆与所述透射杆之间适于连接试件；
9.所述入射杆上固定套设有法兰，所述法兰靠近所述吸收杆设置，且所述法兰的外径大于所述穿过孔的孔径；所述入射杆上滑动套设有管型子弹，所述管型子弹适于滑动撞击所述法兰、使所述入射杆朝向所述吸收杆移动。
10.作为优选方案，还包括：
11.蓄力弹簧，套设在所述入射杆的上游，所述蓄力弹簧的一端与所述支撑座连接，所述蓄力弹簧的另一端适于与所述管型子弹压缩抵接。
12.作为优选方案，还包括：
13.悬挂弹簧，设于所述入射杆上游的正上方，所述悬挂弹簧的一端固定，所述悬挂弹簧的另一端连接在所述入射杆上游。
14.作为优选方案，所述支撑机构包括：
15.支撑板，设于所述底座的下方，所述支撑板的顶端具有滑动设置的滑块；
16.支撑杆，一端铰接在所述滑块上，另一端铰接在所述底座的底端上。
17.作为优选方案，所述入射杆与所述透射杆之间设置有夹具，所述夹具上具有适于
连接试件的槽孔，所述槽孔与所述入射杆、所述透射杆轴向对中。
18.作为优选方案，所述夹具包括：
19.第一夹柱，连接在所述入射杆的端部，所述第一夹柱具有相对扣合第一半轴和第二半轴；所述第一半轴与所述第二半轴的扣合面上具有沿其轴线设置凹槽，试件适于连接在所述凹槽内；
20.第二夹柱，连接在所述透射杆的端部，所述第二夹柱具有相对扣合第三半轴和第四半轴；所述第三半轴与所述第四半轴的扣合面上具有沿其轴线设置凹槽，试件适于连接在所述凹槽内。
21.作为优选方案，还包括：
22.环境箱，连接在所述底座的顶端，并设于所述入射杆与所述透射杆之间，所述入射杆以及所述透射杆的适于与试件连接的一端伸入所述环境箱内。
23.作为优选方案，所述环境箱的侧壁上具有连通内腔的风口，所述风口适于与加温加湿设备连通。
24.作为优选方案，所述环境箱的至少一侧面采用透明材质。
25.本实用新型技术方案，具有如下优点：
26.1.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，通过改变底座的倾斜角度，来控制管型子弹的入射速度，管型子弹撞击法兰、使入射杆带动试件朝向吸收杆拉伸；上述的管型子弹因自身重力作用与法兰撞击，不需要额外增加驱动件，有利于整体装置的小型化，且成本低，易操控。
27.2.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，管型子弹压缩蓄力弹簧后，再进行发射，使管型子弹能够获得更大的速度来满足更高的速度要求，拓展了入射杆的拉力范围。
28.3.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，倾斜设置的入射杆，其自身重力会产生沿轴线向下的重力分量，使入射杆朝向吸收杆滑动；悬挂弹簧对入射杆的竖直拉力，会产生沿轴线向上的拉力分量，该拉力分量能够抵消其重力分量，避免入射杆因重力作用向下移动而导致力学测试结果不准。
29.4.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，支撑杆一端对底座进行支撑，另一端能够沿支撑板滑动；通过调节支撑杆在支撑板上的位置，能够实现对底座的倾斜角度的调节，结构简单，操作灵活。
30.5.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，夹具上具有与入射杆、透射杆轴向对中的槽孔，试件通过与槽孔连接，能够保证与杆件的充分对中，避免在拉伸过程中产生扭曲变形、而影响应力传播。
31.6.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，夹具由第一半轴、第二半轴、第三半轴以及第四半轴拼接形成，在拼接过程中将试件连接在扣合面的凹槽内，使得试件的拆装更加方便。
32.7.本实用新型提供的微型霍普金森拉杆装置，测试过程中，试件位于环境箱内，通过循环风改变环境箱内的温湿度，进而满足不同的测试条件的要求。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对
具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本实用新型中提供的微型霍普金森拉杆装置的结构示意图。
35.图2为支撑机构的结构示意图。
36.图3为夹具的结构示意图。
37.图4为环境箱的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.1、底座；2、固定件；3、支撑座；4、吸收杆；5、入射杆；6、透射杆；7、缓冲座；8、管型子弹；9、法兰；10、环境箱；11、支撑板；12、滑块；13、支撑杆；14、连接件；15、直线轴承；16、蓄力弹簧；17、悬挂弹簧；18、第一半轴；19、第二半轴；20、第三半轴；21、第四半轴；22、第一通孔；23、第二通孔；24、进风口；25、出风口；26、试件；27、夹具。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
44.本实施例提供的微型霍普金森拉杆装置，包括：底座1、固定件2、支撑座3、支撑机构、吸收杆4、入射杆5、透射杆6、缓冲座7、管型子弹8、法兰9、环境箱10以及夹具27。
45.如图1、图2所示，所述固定件2通过螺栓进行固定，所述固定件2的顶端具有两个间隔设置的耳板；所述底座1为矩形板状结构，所述底座1的一端连接在两个所述耳板之间，所述底座1能够相对于所述耳板转动并锁紧。所述支撑机构位于所述底座1的下方，所述支撑机构包括支撑板11、滑块12以及支撑杆13；所述支撑板11通过螺栓进行固定，所述支撑板11的顶端设置有贯通的滑槽，所述滑槽沿所述底座1的长度方向设置；所述滑块12滑动连接在所述滑槽上，所述滑块12的顶端伸出有铰接块；所述支撑杆13的一端铰接连于所述滑块12顶端的铰接块上，所述支撑杆13的另一端通过连接件14铰接连于所述底座1的底端；通过移
动所述滑块12在所述支撑板11上的位置，来调整所述底座1的倾斜角度。
46.如图1所示，所述支撑座3具有间隔设置的六个，六个所述支撑座3分别连接在所述底座1顶端、且沿所述底座1的长度方向分布；所述支撑座3的顶端具有直线轴承15，所述直线轴承15的中心处具有贯通的穿过孔；六个所述支撑座3自上而下分为三组，分别为第一支撑组、第二支撑组以及第三支撑组，每组中具有两个相邻设置的所述支撑座3。所述透射杆6贯穿设于所述第一支撑组的两个所述支撑座3之间，所述入射杆5贯穿设于所述第二支撑组的两个所述支撑座3之间，所述吸收杆4贯穿设于所述第三支撑组的两个所述支撑座3之间。所述缓冲座7连接在所述底座1的顶端，且位于所述第三支撑组的下游处，所述吸收杆4的背离所述入射杆5的一端与所述缓冲座7抵接。所述入射杆5上固定套设有法兰9，所述法兰9位于所述第二支撑组的两个所述支撑座3之间、且靠近所述吸收杆4，所述法兰9的外径大于所述穿过孔的孔径；所述入射杆5上滑动套设有管型子弹8，所述管型子弹8位于所述法兰9的上游，所述管型子弹8能够撞击所述法兰9，使所述入射杆5朝向所述吸收杆4移动。改变所述底座1的倾斜角度，所述管型子弹8能够获得不同的滑行速度，进而使所述入射杆5获得不同大小的拉力。
47.如图1所示，所述蓄力弹簧16套设在所述入射杆5的上游，所述蓄力弹簧16的一端连接在所述支撑座3上，所述蓄力弹簧16的另一端为自由端；所述管型子弹8能够压缩所述蓄力弹簧16的自由端，使其能够获得更高的滑行速度，进而拓展所述入射杆5的拉力范围。所述悬挂弹簧17位于设于所述入射杆5上游的正上方，所述悬挂弹簧17的上端固定，所述悬挂弹簧17的下端连接在所述入射杆5上；所述悬挂弹簧17能够抵消所述入射杆5的重力分量，避免入射杆5因重力作用向下移动而导致力学测试结果不准。
48.如图1、图3所示，所述夹具27连接在所述入射杆5与所述透射杆6之间，所述夹具27包括第一夹柱以及第二夹柱。所述第一夹柱为柱状结构，所述第一夹柱连接在所述入射杆5的端部、且与所述入射杆5轴向对中；所述第一夹柱具有相对扣合的第一半轴18和第二半轴19，所述第一半轴18与所述第二半轴19的扣合面上具有沿其轴线设置凹槽，试件26能够连接在所述凹槽内；先将试件26黏连在所述第一半轴18与所述第二半轴19之间的凹槽内，再将所述第一半轴18与所述第二半轴19贴合连接，最后将所述第一夹柱连接在所述入射杆5的端部。所述第二夹柱为柱状结构，所述第二夹柱连接在所述透射杆6的端部、且与所述透射杆6轴向对中；所述第二夹柱具有相对扣合的第三半轴20和第四半轴21，所述第三半轴20与所述第四半轴21的扣合面上具有沿其轴线设置凹槽，试件26能够连接在所述凹槽内；先将试件26黏连在所述第三半轴20与所述第四半轴21之间的凹槽内，再将所述第三半轴20与所述第四半轴21贴合连接，最后将所述第二夹柱连接在所述透射杆6的端部。
49.如图1、图4所示，所述环境箱10为矩形结构，连接在所述底座1的顶端，并设于所述入射杆5与所述透射杆6之间；所述环境箱10上具有正对设置的第一通孔22和第二通孔23，所述入射杆5的部分经所述第一通孔22伸入所述环境箱10内，所述透射杆6的部分将所述第二通孔23伸入所述环境箱10内，所述夹具27以及试件26均位于所述环境箱10内。所述环境箱10的侧壁上具有与其内腔连通的风口，所述风口包括进风口24以及出风口25；所述进风口24设于所述环境箱10的顶部，所述出风口25设于所述环境箱10的后侧面下端以及左右侧面的下端；所述进风口24以及所述出风口25分别通过保温管与加温加湿设备连接，采用循环风对所述环境箱10内部空间进行加热加湿，来满足不同的测试条件的要求。所述环境箱
10的前侧面采用透明的有机玻璃，高速摄影机能够透过所述环境箱10的前侧面对试件26的状态进行实时监测。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。