一種新型霍普金森桿的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械技術領域，具體涉及一種新型霍普金森桿。
【背景技術】
[0002]霍普金森桿的研究從J.Hopkinson的鐵絲沖擊拉伸試驗開始，后經B.Hopkinson、Dunn、Davies、Kolsky的研究，產生了現(xiàn)在的分離式霍普金森桿。我國中南大學李夕兵教授等在此基礎上又進行了改進，改進后的霍普金森桿滿足了能夠同時施加動載和靜載的要求，但不能對速度不同的氣體分子進行篩選，對沖頭形成特定沖擊，來控制產生的應力波，也不能將不同頻率的波形分開顯示在示波器上。因此，設計一種新型霍普金森桿，可為更好的研究與沖擊地壓預測和防治密切相關的煤巖組合試樣中的應力波傳播機制與能量耗散機制提供基礎，具有現(xiàn)實意義。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:針對上述技術中存在的缺陷，本實用新型是為了提供一種新型霍普金森桿，通過對速度不同的氣體分子進行篩選，實現(xiàn)將不同頻率的波形分開顯示在示波器上。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[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、軸壓加載裝置及測試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置設置在支撐架的中部，入射桿和透射桿在支撐架內，入射桿和透射桿布置在圍壓加載裝置的左右兩側。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，壓力艙的左端通過分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內部安裝有沖頭，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，所述測試系統(tǒng)包括應變片、濾波器及示波器，應變片有兩個，且分別設置在入射桿和透射桿的外壁上，入射桿上的應變片通過導線與濾波器連接，濾波器通過導線與示波器連接，示波器還通過導線與透射桿上的應變片連接。
[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)后通過導線一端與入射桿上的應變片連接，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]通過采用前述技術方案，本實用新型的有益技術效果是:新型霍普金森桿的分子速度篩選裝置內圓盤的轉速可以調節(jié)。確定產生不同應力波的氣體分子速度后，便可調節(jié)圓盤轉速，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力波，以便能單獨研究不同性質的應力波對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，對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，在示波器上顯示特定的波形，以便研究應力波的波形及特征。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型一種新型霍普金森桿的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0013]結合圖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及測試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置2設置在支撐架I的中部，入射桿3和透射桿4在支撐架I內，入射桿3和透射桿4布置在圍壓加載裝置2的左右兩側，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，壓力艙6的左端通過分子速度篩選裝置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內的氣體分子經過分子速度篩選裝置7后符合一定速度的分子進入到壓力艙6內，所述壓力艙6靠近右端的內部安裝有沖頭9，壓力艙6的右端面與擋板11之間具有間隔，壓力艙6內的氣體推動沖頭9向右運動撞擊設置在入射桿3左端的擋板11。受到應力波作用的入射桿3對設置于圍壓加載裝置2的試樣擠壓，入射桿3受到的軸向應力通過試樣壓縮透射桿4，同時透射桿4右側的軸壓加載裝置8將對其施加反作用力，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]所述測試系統(tǒng)包括應變片10、濾波器12及示波器13，應變片10有兩個，分別固定設置在入射桿3和透射桿4的外壁上，設置在入射桿3外壁上的應變片10通過導線與濾波器12連接，濾波器12通過導線與示波器13連接，示波器13還通過導線與設置在透射桿4外壁上的應變片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)后通過導線一端與入射桿3上的應變片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可分別單獨工作，即分子速度篩選裝置對一定速度的氣體分子進行篩選時，濾波器12可停止作用，濾波器12對特定頻率進行濾除時，分子速度篩選裝置7可停止作用。通過調節(jié)分子速度篩選裝置7對氣缸內的符合條件的氣體分子進行篩選，能形成特定的應力波。可通過更換濾波器12的并聯(lián)體，對電源線中特定頻率的頻點或該頻點以外的頻率進行有效濾除，能在示波器13上顯示特定的波形，以便能單獨研究不同性質的應力波對煤巖組合試樣破壞的影響。
[0017]當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
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置在支撐架的中部，入射桿和透射桿在支撐架內，入射桿和透射桿布置在圍壓加載裝置的左右兩側；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，壓力艙的左端通過分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內部安裝有沖頭，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)權利要求1所述的一種新型霍普金森桿，其特征在于，所述測試系統(tǒng)包括應變片、濾波器及示波器，應變片有兩個，且分別設置在入射桿和透射桿的外壁上，入射桿上的應變片通過導線與濾波器連接，濾波器通過導線與示波器連接，示波器還通過導線與透射桿上的應變片連接。3.根據(jù)權利要求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)后通過導線一端與入射桿上的應變片連接，一端與示波器連接。4.根據(jù)權利要求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。
【專利摘要】本實用新型公開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、軸壓加載裝置及測試系統(tǒng)，用于放置試塊的所述圍壓加載裝置設置在支撐架的中部，入射桿和透射桿分別連接圍壓加載裝置的左右兩側。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，壓力艙的左端通過分子速度篩選裝置與氣缸連接，壓力艙靠近右端的內部安裝有沖頭，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對速度不同的氣體分子進行篩選，實現(xiàn)將不同頻率的波形分開顯示在示波器上。
【IPC分類】G01N3/00, G01N3/02
【公開號】CN204789116
【申請?zhí)枴緾N201520469736
【發(fā)明人】趙帥, 孔棟, 趙吉玉, 劉思利
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月2日