专利名称：一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置的制作方法
技术领域：
本发明属于材料动态力学研究领域，特别是一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置。
背景技术：
分离式霍普金森试验装置是研究材料力学性能的重要方法之一，其原理是建立在一维应力波基础上。虽然分离式霍普金森试验装置的原理和技术已经发展成熟，但试验装置本身并没有标准化，仍有待进一步发展。根据一维应力波基础可知，试验中对霍普金森杆件的水平度和同轴度要求较高，所以对杆件的调整和支撑至关重要。同时对于不同材料的试验，对杆的直径也有不同要求。名称为“Mechanical behaviour of acrylic underhigh strain rate tensile loading”的文章(N. K. Naik, Polymer Testing, 27, 504 - 512,2008)以及名称为“Combined experimental and numerical analysis of bulge test athigh strain rates using split Hopkinson pressure bar apparatus，，的文章(MaziarRamezani, Journal of Materials Processing Technology,210,1061 - 1069,2010)米用了门型装置支撑杆件，这种结构基本不能调整杆件的位置，这就对试验台基座以及支撑装置本身的精度提出了较高的要求，且支撑杆件的直径有限制。名称为“Creep, recoveryand high strain rate response of soft roll cover materials，，的文章(T. Vuoristo,Mechanics of Materials, 34,493 - 504, 2002)米用了一种较复杂的支撑结构，利用结构的水平和垂直运动调整杆件位置，这种方式结构和工艺复杂，加工费用高，同时对杆件的直径也有限制。

发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置。实现本发明目的的技术解决方案为一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置，包括调节件、锁紧螺母、支架、转接块、滑块和杆件，滑块上设置转接块，转接块上固连支架，支架上均匀设置用于支撑杆件的三个调节件，每个调节件均通过锁紧螺母固定在支架，每两个调节件中心轴的夹角为120度。本发明与现有技术相比，其显著优点为本发明结构简单，并非着眼于通过复杂的结构实现试验要求，而是将有限的结构简单的零件通过巧妙的组合，满足试验要求，在加工制造方便和节省成本的同时也增加的该装置的可靠性；装置中的所有零件都是通过普通机加工获得，机加工精度较高，可保证装置的精确度，从而保证装置的一致性；本发明能够实现杆件水平方向和垂直方向上的高精度调整，从而确保不同支撑装置中心的同轴度；调节件伸缩的尺度大，使调节范围较大同时可适应不同直径的杆件支撑和调节；调节件通过轴线垂直于杆件轴线的轴承支撑杆件，利用轴承的滚动摩擦，在有效限制杆件径向移动的同时对其轴向运动基本无影响，可最大限度减小摩擦对试验杆件运动的影响。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。


图1是本发明的霍普金森试验杆件的可调支撑装置结构示意图。图2是支架结构示意图。图3是调节件结构示意图。图中标号所代表的含义为1.调节件2.锁紧螺母3.支架4.转接块5.滑块
6.杆件7.手动轮8.套筒9.塞式轴10.调节螺杆11.横轴12.项圈13.锁紧螺母
14.轴承15.制动螺钉16.螺母
具体实施例方式霍普金森杆件的支撑装置是霍普金森试验的重要组成部分，是保证杆件水平一维运动的重要装置。结合附图，本发明的一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置，包括调节件1、锁紧螺母2、支架3、转接块4、滑块5和杆件6，滑块5上设置转接块4，转接块4上固连支架3，支架3上均匀设置用于支撑杆件6的三个调节件1，每个调节件I均通过锁紧螺母2固定在支架3，每两个调节件I中心轴的夹角为120度。所述调节件I包括手动轮7、套筒8、塞式轴9、调节螺杆10、横轴11、项圈12、锁紧螺母13、轴承14、制动螺钉15和螺母16，调节螺杆10位于塞式轴9内，二者螺纹连接，塞式轴9设置在套筒8内并与位于套筒8 一端的手动轮7和螺母16连接，轴承14通过横轴11设置在塞式轴9上，横轴11上设置用来限制轴承14横向运动的项圈12和锁紧螺母13，套筒8外壁设置用来限制塞式轴9转动的制动螺钉15。所述轴承14的轴线与被支撑杆件6的轴线垂直。手动轮为中心带方孔的圆盘形。塞式轴9外侧设置轴向延长的竖槽。所述滑块5为与标准滑轨相配套的标准件。其工作原理为从图1可以看出，该装置通过标准件滑块5安装在与其配套的滑轨上，可以沿滑轨自由运动。通过三个均匀分布在支架3上调节件I的伸缩可以调节支撑装置中心空间的大小和位置。调节件I中的锁紧螺母2将套筒8固定在支架3上，从图2可知，套筒8的方型底座与支架3的方型凹槽配合，增加调节件I与支架3之间固定的稳定性，防止调节件I的转动。图3中手动轮7的旋转带动调节螺杆10的旋转。塞式轴9的侧面有长的竖槽，当制动螺钉15穿过套筒8而不完全拧紧时，制动螺钉15能够限制塞式轴9相对于套筒8的转动，调节螺杆10与塞式轴9之间用螺纹连接，所以调节螺杆10的转动能够转化为塞式轴9的轴向运动，从而带动支撑杆件6的轴承14的运动。安装在横轴11上的轴承14可以绕横轴11自由转动，使支撑在轴承14上的杆件6可以在其本身轴线上自由运动。调试好后可以抒紧制动螺钉15,将塞式轴9固定。安装过程中需要注意的是，必须确保调节件I上的轴承14轴线垂直于杆件6的轴线，使杆件4的轴向运动与轴承14间为滚动摩擦。利用本发明的支撑装置对杆件6进行支撑和调节时，将若干个这样固定在滑块5上的可调支撑装置以一定的间距放在滑轨上，将一定长度的杆件6放在这些支撑的中心位置，通过调整每一个可调支撑上的轴承14位置可以控制杆件6的水平度和同轴度，轴承14的作用是调节杆件6的位置和约束杆件6径向运动的同时又不影响其轴向运动，从而满足试验的要求。
权利要求
1.一种霍普金森试验杆件的可调支撑装置，其特征在于，包括调节件[I]、锁紧螺母[2]、支架[3]、转接块[4]、滑块[5]和杆件[6]，滑块[5]上设置转接块[4]，转接块[4]上固连支架[3]，支架[3]上均匀设置用于支撑杆件[6]的三个调节件[I]，每个调节件[I]均通过锁紧螺母[2]固定在支架[3]上，每两个调节件[I]中心轴的夹角为120度。
2.根据权利要求1所述的霍普金森试验杆件的可调支撑装置，其特征在于，所述调节件[I]包括手动轮[7]、套筒[8]、塞式轴[9]、调节螺杆[10]、横轴[11]、项圈[12]、锁紧螺母[13]、轴承[14]、制动螺钉[15]和螺母[16]，调节螺杆[10]位于塞式轴[9]内，二者螺纹连接，塞式轴[9]设置在套筒[8]内并与位于套筒[8] —端的手动轮[7]和螺母[16]连接，轴承[14]通过横轴[11]设置在塞式轴[9]上，横轴[11]上设置用来限制轴承[14]横向运动的项圈[12]和锁紧螺母[13]，套筒[8]外壁设置用来限制塞式轴[9]转动的制动螺钉[15]。
3.根据权利要求1或2所述的霍普金森试验杆件的可调支撑装置，其特征在于，轴承[14]的轴线与被支撑杆件[6]的轴线垂直。
4.根据权利要求1或2所述的霍普金森试验杆件的可调支撑装置，其特征在于，手动轮[7]为中心带方孔的圆盘形。
5.根据权利要求1或2所述的霍普金森试验杆件的可调支撑装置，其特征在于，塞式轴[9]外侧设置轴向延长的竖槽。
全文摘要
本发明是根据霍普金森试验条件设计的杆件支撑装置。主要由调节件、锁紧螺母、支架、转接块、滑块和杆件构成。其主要结构特点是在环型框架上均匀分布三个能够沿其本身轴线自由伸缩的调节件，对支撑装置中心空间大小和位置进行调整，进而实现对中心杆件的支撑以及杆件轴向运动的限制；调节件端部采用轴承支撑杆件，同时利用轴承的转动实现杆件的轴向能够自由运动。本发明由简单的零件组成，简单可靠；体积小但可调范围大；与杆件之间采用轴承滚动摩擦，阻力小；能够有效地限制杆件径向自由度以及沿轴的旋转运动，同时基本不影响其轴向运动；由于支撑装置本身调整范围很大，能够适应直径在一定范围内的杆件。
文档编号G01N3/04GK103063512SQ20121058703
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月30日 优先权日2012年12月30日
发明者张君发, 鞠玉涛, 周长省, 郑健, 陈雄, 孙朝翔, 周清春 申请人:南京理工大学