一種新型霍普金森桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型霍普金森桿。
【背景技術(shù)】
[0002]霍普金森桿的研究從J.Hopkinson的鐵絲沖擊拉伸試驗(yàn)開(kāi)始，后經(jīng)B.Hopkinson、Dunn、Davies、Kolsky的研究，產(chǎn)生了現(xiàn)在的分離式霍普金森桿。我國(guó)中南大學(xué)李夕兵教授等在此基礎(chǔ)上又進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的霍普金森桿滿足了能夠同時(shí)施加動(dòng)載和靜載的要求，但不能對(duì)速度不同的氣體分子進(jìn)行篩選，對(duì)沖頭形成特定沖擊，來(lái)控制產(chǎn)生的應(yīng)力波，也不能將不同頻率的波形分開(kāi)顯示在示波器上。因此，設(shè)計(jì)一種新型霍普金森桿，可為更好的研究與沖擊地壓預(yù)測(cè)和防治密切相關(guān)的煤巖組合試樣中的應(yīng)力波傳播機(jī)制與能量耗散機(jī)制提供基礎(chǔ)，具有現(xiàn)實(shí)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型是為了提供一種新型霍普金森桿，通過(guò)對(duì)速度不同的氣體分子進(jìn)行篩選，實(shí)現(xiàn)將不同頻率的波形分開(kāi)顯示在示波器上。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種新型霍普金森桿，包括支撐架、圍壓加載裝置、入射桿、透射桿、氣缸、壓力艙、分子速度篩選裝置、軸壓加載裝置及測(cè)試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置設(shè)置在支撐架的中部，入射桿和透射桿在支撐架內(nèi)，入射桿和透射桿布置在圍壓加載裝置的左右兩側(cè)。所述入射桿的右端及透射桿的左端伸入圍壓加載裝置，入射桿的左端配置有豎直的擋板，所述軸壓加載裝置固定在支撐架右端。所述壓力艙位于支撐架的左側(cè)，壓力艙的左端通過(guò)分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內(nèi)部安裝有沖頭，壓力艙的右端面與擋板之間具有間隔。所述測(cè)試系統(tǒng)一端連接入射桿的外壁，另一端連接透射桿的外壁。
[0006]優(yōu)選地，所述測(cè)試系統(tǒng)包括應(yīng)變片、濾波器及示波器，應(yīng)變片有兩個(gè)，且分別設(shè)置在入射桿和透射桿的外壁上，入射桿上的應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線與濾波器連接，濾波器通過(guò)導(dǎo)線與示波器連接，示波器還通過(guò)導(dǎo)線與透射桿上的應(yīng)變片連接。
[0007]優(yōu)選地，所述濾波器包括低通濾波器、高通濾波器及帶通濾波器，低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器并聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)線一端與入射桿上的應(yīng)變片連接，一端與示波器連接。
[0008]優(yōu)選地，所述分子速度篩選裝置一端與氣缸套接，另一端與壓力艙套接。
[0009]優(yōu)選地，所述入射桿、透射桿及沖頭的軸向相同，且在同一條直線上。
[0010]通過(guò)采用前述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:新型霍普金森桿的分子速度篩選裝置內(nèi)圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)。確定產(chǎn)生不同應(yīng)力波的氣體分子速度后，便可調(diào)節(jié)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速，篩選氣體分子，使沖頭撞擊擋板后在入射桿后形成特定的應(yīng)力波，以便能單獨(dú)研究不同性質(zhì)的應(yīng)力波對(duì)煤巖組合試樣破壞的影響。新型霍普金森桿線路中連接的濾波器可以更換，將具有不同中心頻率的帶通濾波器和具有不同截止頻率的低通、高通濾波器濾波器并聯(lián)接入線路中，對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，在示波器上顯示特定的波形，以便研究應(yīng)力波的波形及特征。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型一種新型霍普金森桿的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0013]結(jié)合圖1，一種新型霍普金森桿，包括支撐架1、圍壓加載裝置2、入射桿3、透射桿4、氣缸5、壓力艙6、分子速度篩選裝置7、軸壓加載裝置8及測(cè)試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置2設(shè)置在支撐架I的中部，入射桿3和透射桿4在支撐架I內(nèi)，入射桿3和透射桿4布置在圍壓加載裝置2的左右兩側(cè)，所述入射桿3和透射桿4的軸向相同，且在同一條直線上。所述入射桿3的右端及透射桿4的左端伸入圍壓加載裝置2，入射桿3的左端固定設(shè)置有豎直的擋板11，所述軸壓加載裝置8固定在支撐架I的右端，軸壓加載裝置8的左端頂住透射桿4。
[0014]所述壓力艙6位于支撐架I的左側(cè)，壓力艙6的左端通過(guò)分子速度篩選裝置7與氣缸5連接，分子速度篩選裝置7 —端與氣缸5套接，另一端與壓力艙6的左端套接，分子速度篩選裝置7與氣缸5和壓力艙6緊密套接，保證密閉性，防止氣體分子泄露。氣缸5內(nèi)的氣體分子經(jīng)過(guò)分子速度篩選裝置7后符合一定速度的分子進(jìn)入到壓力艙6內(nèi)，所述壓力艙6靠近右端的內(nèi)部安裝有沖頭9，壓力艙6的右端面與擋板11之間具有間隔，壓力艙6內(nèi)的氣體推動(dòng)沖頭9向右運(yùn)動(dòng)撞擊設(shè)置在入射桿3左端的擋板11。受到應(yīng)力波作用的入射桿3對(duì)設(shè)置于圍壓加載裝置2的試樣擠壓，入射桿3受到的軸向應(yīng)力通過(guò)試樣壓縮透射桿4，同時(shí)透射桿4右側(cè)的軸壓加載裝置8將對(duì)其施加反作用力，入射桿3及透射桿4將沿其軸向因受壓而發(fā)生微變形。
[0015]所述測(cè)試系統(tǒng)包括應(yīng)變片10、濾波器12及示波器13，應(yīng)變片10有兩個(gè)，分別固定設(shè)置在入射桿3和透射桿4的外壁上，設(shè)置在入射桿3外壁上的應(yīng)變片10通過(guò)導(dǎo)線與濾波器12連接，濾波器12通過(guò)導(dǎo)線與示波器13連接，示波器13還通過(guò)導(dǎo)線與設(shè)置在透射桿4外壁上的應(yīng)變片10連接。濾波器12包括低通濾波器14、高通濾波器15及帶通濾波器16，低通濾波器14、高通濾波器15和帶通濾波器16并聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)線一端與入射桿3上的應(yīng)變片10連接，一端與示波器13相連接。
[0016]分子速度篩選裝置7和濾波器12可分別單獨(dú)工作，即分子速度篩選裝置對(duì)一定速度的氣體分子進(jìn)行篩選時(shí)，濾波器12可停止作用，濾波器12對(duì)特定頻率進(jìn)行濾除時(shí)，分子速度篩選裝置7可停止作用。通過(guò)調(diào)節(jié)分子速度篩選裝置7對(duì)氣缸內(nèi)的符合條件的氣體分子進(jìn)行篩選，能形成特定的應(yīng)力波?？赏ㄟ^(guò)更換濾波器12的并聯(lián)體，對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，能在示波器13上顯示特定的波形，以便能單獨(dú)研究不同性質(zhì)的應(yīng)力波對(duì)煤巖組合試樣破壞的影響。
[0017]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型霍普金森桿，包括支撐架、圍壓加載裝置、入射桿、透射桿、氣缸、壓力艙、分子速度篩選裝置、軸壓加載裝置及測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置設(shè)置在支撐架的中部，入射桿和透射桿在支撐架內(nèi)，入射桿和透射桿布置在圍壓加載裝置的左右兩側(cè)；所述入射桿的右端及透射桿的左端伸入圍壓加載裝置，入射桿的左端配置有豎直的擋板，所述軸壓加載裝置固定在支撐架右端；所述壓力艙位于支撐架的左側(cè)，壓力艙的左端通過(guò)分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內(nèi)部安裝有沖頭，壓力艙的右端面與擋板之間具有間隔；所述測(cè)試系統(tǒng)一端連接入射桿的外壁，另一端連接透射桿的外壁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型霍普金森桿，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)包括應(yīng)變片、濾波器及示波器，應(yīng)變片有兩個(gè)，且分別設(shè)置在入射桿和透射桿的外壁上，入射桿上的應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線與濾波器連接，濾波器通過(guò)導(dǎo)線與示波器連接，示波器還通過(guò)導(dǎo)線與透射桿上的應(yīng)變片連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型霍普金森桿，其特征在于，所述濾波器包括低通濾波器、高通濾波器及帶通濾波器，低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器并聯(lián)后通過(guò)導(dǎo)線一端與入射桿上的應(yīng)變片連接，一端與示波器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型霍普金森桿，其特征在于，所述分子速度篩選裝置一端與氣缸套接，另一端與壓力艙套接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型霍普金森桿，其特征在于，所述入射桿、透射桿及沖頭的軸向相同，且在同一條直線上。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型霍普金森桿，包括支撐架、圍壓加載裝置、入射桿、透射桿、氣缸、壓力艙、分子速度篩選裝置、軸壓加載裝置及測(cè)試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置設(shè)置在支撐架的中部，入射桿和透射桿分別連接圍壓加載裝置的左右兩側(cè)。入射桿的左端配置有豎直的擋板，所述軸壓加載裝置固定在支撐架右端。壓力艙位于支撐架的左側(cè)，壓力艙的左端通過(guò)分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內(nèi)部安裝有沖頭，壓力艙的右端面與擋板之間具有間隔。所述測(cè)試系統(tǒng)一端連接入射桿的外壁，另一端連接透射桿的外壁。該新型霍普金森桿通過(guò)對(duì)速度不同的氣體分子進(jìn)行篩選，實(shí)現(xiàn)將不同頻率的波形分開(kāi)顯示在示波器上。
【IPC分類(lèi)】G01N3/00, G01N3/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204789116
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520469736
【發(fā)明人】趙帥, 孔棟, 趙吉玉, 劉思利
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日