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原文传递一种用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置和试验方法

专利名称：	一种用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置和试验方法
摘要：	本发明实施例公开了一种用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置和试验方法，试验装置中，静加持端固定工装套设在静加持端的外部，动夹持端第一固定工装和动夹持端第二固定工装套设在动夹持端安装区的外部；变形限位支持套筒套设于静加持端固定工装、动夹持端第一固定工装和动夹持端第二固定工装的外部；其中，动夹持端第一固定工装位于动夹持端第二固定工装的内侧，且试验加载前动夹持端第一固定工装与动夹持端第二固定工装之间预留有预设间隙。本发明实施例提供的技术方案通过试验装置与试验件安装结构的设计，实现了不同固定应变和应变率耦合作用下的材料动态力学性能测试，从而满足高性能金属材料研发和动态力学性能评估的需求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中国飞机强度研究所
发明人：	惠旭龙;白春玉;刘小川;牟让科;金健峰;张欣玥;杨欢
专利状态：	有效
申请日期：	2023-06-05T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310662128.3
公开号：	CN117110034A
代理机构：	中国航空专利中心
代理人：	张昕
分类号：	G01N3/08;G01N3/02;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/08;G01N3/02
申请人地址：	710065 陕西省西安市电子2路86号
主权项：	1.一种用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：作动缸(1)、断离销(4)、压杆(5)、压头(6)，以及高速液压伺服材料试验机的底座(8)；其中，所述作动缸(1)设置为底端开口的空腔结构，压杆(5)顶端置于作动缸(1)的底部开口端内，并通过断离销(4)固定连接作动缸(1)的底部开口端和压杆(5)顶端，且压杆(5)顶端与作动缸(1)的空腔形成预设高度的空腔段(3)；试验件(7)设置于高速液压伺服材料试验机的底座(8)上，所述压杆(5)底端通过螺纹结构固定连接压头(6)，且所述压头(6)位于所述试验件(7)的正上方，用于通过作动缸(1)的运动带动压头(6)加速到恒速率后对试验件(7)执行恒速率动态压缩加载。 2.根据权利要求1所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，还包括：缓冲垫(2)；所述缓冲垫(2)设置于具有开口的空腔段(3)的腔体顶端，用于缓冲和吸收压杆(5)与作动缸(1)脱离后的剩余动能。 3.根据权利要求1所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，所述压杆(5)与作动缸(1)底部开口端之间，通过沿周向均匀布设的多个断离销(4)固定连接。 4.根据权利要求1所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，所述空腔段(3)的高度h大于作动缸(1)减速段的行程，用于在试样恒速率动态压缩试验过程中，断离销(4)切断后作动缸(1)的减速运动。 5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，试样恒速率动态压缩试验中，根据所述试验件(7)受压的极限载荷F选取断离销(4)。 6.根据权利要求5所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，所述根据所述试验件(7)受压的极限载荷F选取断离销(4)的方式为：设定所述试验件(7)的极限载荷F等于全部断离销(4)的剪切破坏载荷F1的1.05倍； F1＝n×πR2×τ；其中，R为断离销(4)的半径，τ为断离销(4)的剪切应力，n为用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置中断离销(4)的数量；F1为全部断离销的剪切破坏载荷之和。 7.根据权利要求1～4中任一项所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置，其特征在于，根据不同的恒速率动态压缩试验的测试需求，更换压头(6)；所述试验装置中所选取压头(6)的材料与试验件(7)的材料相匹配；且压头(6)的施压面的面积设置为试验件(7)受压面面积5～10倍。 8.一种试样恒速率动态压缩试验的试验方法，其特征在于，采用如权利要求1～7中任一项所述的用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置执行试样恒速率动态压缩试验，所述试验方法包括：步骤1，恒速率动态压缩试验的安装，包括：将试验件(7)放置在高速液压伺服材料试验机的底座(8)上，将压杆(5)通过周向均匀布置的断离销(4)与作动缸(1)的底部开口端固定连接，并在压杆(5)底端通过螺纹结构连接压头(6)；步骤2，对完成安装的试验件进行恒速率动态压缩试验的加载，加载过程为：通过伺服液压系统驱动作动缸(1)向下运动，使得作动缸(1)带动压杆(5)和压头(6)加速度到预设恒速率V后，开始压缩试验件(7)，试验件(7)受压缩达到极限载荷F后，用于固定连接压杆(5)与作动缸(1)的断离销(4)发生剪切破坏，使得压杆(5)和压头(6)与作动缸(1)脱离，完成动态压缩试验的加载；步骤3，完成恒速率动态压缩试验的压缩加载后，用于执行压缩加载的试验装置的减速过程为：压杆(5)和压头(6)与作动缸(1)脱离后，作动缸(1)通过与压杆(5)之间的空腔段(3)继续向下运动，直至速度减为零。 9.根据权利要求8所述的试样恒速率动态压缩试验的试验方法，其特征在于，执行所述恒速率动态压缩试验之前，还包括：所述断离销(4)的选型，选型方式为：根据所述恒速率动态压缩试验中试验件(7)受压的极限载荷F选取断离销(4)，确定出所选用断离销(4)的剪切破坏载荷F1和数量； F＝1.05F1； F1＝n×πR2×τ；其中，R为断离销(4)的半径，τ为断离销(4)的剪切应力，n为用于试样恒速率动态压缩试验的试验装置中断离销(4)的数量；F1为全部断离销的剪切破坏载荷之和。 10.根据权利要求8所述的试样恒速率动态压缩试验的试验方法，其特征在于，执行所述恒速率动态压缩试验之前，还包括：所述压头(6)的选型，选型包括：根据所述恒速率动态压缩试验中试验件(7)的材料选取相匹配的压头(6)材料，且所所选取压头(6)的施压面的面积为试验件(7)受压面面积5～10倍。
所属类别：	发明专利