申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2024-01-23

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117606911B

主分类号：G01N3/02

分类号：G01N3/02;G01N3/04;G01N3/307;G01B11/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.03.15#实质审查的生效;2024.02.27#公开

摘要：本发明公开了微米尺度材料动态力学性能测试的霍普金森微米杆装置，属于材料力学试验技术领域，包括隔振平台和装置本体，所述装置本体由支撑单元、杆组单元、辅助加载单元、气动发射单元和应力应变测试单元。本发明通过将杆的直径极大程度的微型化以实现微尺度材料试样的超高应变率动态力学性能测试，可以获得比传统霍普金森压杆更高的应变率，并可以更好的适应微米级的试样，实现对微米级试样动态力学性能的测试，更好的填补高应变率范围内微观材料试验数据的缺乏，以便构建覆盖整个全应变率及全尺寸范围内的新型材料模型，通过辅助对中装置将微型试样进行水平对中加持，解决了微型试样加持对中的困难，让试验加载更加便捷。

主权项：1.微米尺度材料动态力学性能测试的霍普金森微米杆装置，包括隔振平台和装置本体，其特征在于，所述装置本体由支撑单元、杆组单元、辅助加载单元、气动发射单元和应力应变测试单元；所述支撑单元包括固定式光学平板（7）、支撑杆（6）、合金底座（8）和支撑铜套（9），所述合金底座（8）设置在固定式光学平板（7）上表面，所述合金底座（8）上开设有供支撑铜套（9）进行安装的凹槽；所述杆组单元包括撞击杆（10）、入射杆（11）和透射杆（12），所述入射杆（11）、撞击杆（10）和透射杆（12）均设置在支撑铜套（9）的凹槽内，且所述撞击杆（10）、入射杆（11）和透射杆（12）呈同轴线设置；所述辅助加载单元包括双侧摄像头（13）、摄像头夹具（14）、x-z双轴位移台（15）、活动式光学平板（16）、转接座（17）和专用于纤维束的夹持装置（18）；所述气动发射单元包括发射炮筒（19）、炮筒夹持（20）、电磁气阀（21）、气罐（22）和充气设备（23）；电磁气阀（21）与气罐（22）连接，按动电磁气阀（21）开关，气罐（22）释放气压，从而推动发射炮筒（19）内的撞击杆（10）高速运动，从而控制整个气动单元的发射；发射炮筒（19）安装在炮筒夹持（20）上，撞击杆（10）作为子弹可以在发射炮筒（19）里面发射，炮筒夹持（20）可以使撞击杆（10）沿着轴线稳定发射，减少发射时的振动影响；所述应力应变测试单元包括粘附于入射杆（11）和透射杆（12）中点的光纤光栅（24）、可调谐激光器（1）、光电探测器（2）、环形器（3）、放大器（4）和示波器（5）；所述撞击杆（10）设置在发射炮筒（19）内，所述活动式光学平板（16）从固定式光学平板（7）下穿过，且所述摄像头夹具（14）的口部中点、入射杆（11）、透射杆（12）、试样轴线高度、支撑铜套（9）轴线和合金底座（8）上表面在同一平面上；所述双侧摄像头（13）通过摄像头夹具（14）安装在隔振平台上，所述转接座（17）固定设置在隔振平台上，所述x-z双轴位移台（15）通过螺栓固定于转接座（17）上，所述活动式光学平板（16）通过螺栓固定在x-z双轴位移台（15）上表面，所述专用于纤维束的夹持装置（18）直接通过螺栓固定在活动式光学平板（16）两侧；所述应力应变测试单元由可调谐激光器（1）产生光信号利用光纤传输，传输到粘附于入射杆（11）和透射杆（12）中部光纤光栅（24）处；所述光纤光栅（24）作为敏感元件可以感受到杆的微小应变，使得光纤中光信号相位发生改变，通过环形器（3）将光信号传递给光电探测器（2）转化成微小电信号，再通过放大器（4）放大，传入示波器（5）显示入射杆（11）与透射杆（12）的应变状态。

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百度查询： 南京航空航天大学 微米尺度材料动态力学性能测试的霍普金森微米杆装置

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