本發(fā)明涉及材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)桿系同軸調(diào)整的光機(jī)裝置。

背景技術(shù)：

分離式霍普金森桿是一種研究一維應(yīng)力狀態(tài)下材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的有效實(shí)驗(yàn)裝置。自從1949年Ko l sky發(fā)明分離式霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并用其研究一維應(yīng)力狀態(tài)下材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能以來，動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷提高。其應(yīng)用領(lǐng)域從最初研究金屬材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能到現(xiàn)在可研究巖石、混凝土、陶瓷、高聚物、含能材料、泡沫材料等多種材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。

但是，在對(duì)這類實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝調(diào)整過程中都存在難以調(diào)整撞擊桿、入射桿、透射桿和吸收桿等桿系同軸度的問題。桿系不同軸將嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性、易于破壞桿系端面、易于導(dǎo)致桿系彎曲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述在調(diào)整桿系同軸度方面的問題，提供一種專門用于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)桿系同軸調(diào)整的光機(jī)裝置。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種用于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)桿系同軸調(diào)整的光機(jī)裝置，其特征在于，主要包括：發(fā)射管、光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座、導(dǎo)軌、中心支架、光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架、標(biāo)準(zhǔn)桿，整個(gè)同軸化調(diào)整以安裝定位的發(fā)射管軸線為基準(zhǔn)；

所述光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座為圓柱形，軸向插入發(fā)射管內(nèi)，并與發(fā)射管同軸精密配合，所述光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座內(nèi)嵌激光光源，端部軸心位置設(shè)置有射光孔，光線沿軸線射出作為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)光軸線；

所述導(dǎo)軌具有上表面和側(cè)表面兩個(gè)基準(zhǔn)面，上表面的中心線上開設(shè)有燕尾槽，經(jīng)基準(zhǔn)光軸線調(diào)整后為整個(gè)系統(tǒng)提供機(jī)械基準(zhǔn)；

所述光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架為置于導(dǎo)軌之上的標(biāo)準(zhǔn)架，其下部為基準(zhǔn)部件與導(dǎo)軌配合，其上部為支撐定位部分，支撐定位部分左右兩側(cè)對(duì)稱開設(shè)有圓柱形的凹槽，兩凹槽底面之間實(shí)體部分開設(shè)有通孔，通孔位于凹槽的中軸線上，并與軸線同軸；所述光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架至少設(shè)置兩組，標(biāo)準(zhǔn)桿兩端分別插入兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架的凹槽內(nèi)，凹槽與標(biāo)準(zhǔn)桿精密配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)桿的定位與支撐；

所述中心支架置于導(dǎo)軌的上表面上，中心支架用于支撐桿系，中心支架在桿系圓周上均布有三個(gè)支撐點(diǎn)，三個(gè)支撐點(diǎn)均可沿徑向進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述標(biāo)準(zhǔn)桿為空心管，直徑與桿系直徑相等。

所述的三個(gè)支撐點(diǎn)分別通過滾動(dòng)軸承與桿系接觸，三個(gè)滾動(dòng)軸承對(duì)桿系形成機(jī)械徑向定位支撐，且允許桿在軸向上自由滾動(dòng)。

所述標(biāo)準(zhǔn)桿長(zhǎng)度500mm，端面與軸線垂。

一種利用上述光機(jī)裝置進(jìn)行桿系同軸調(diào)整的方法，其特征在于，步驟為：

(1)將光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座軸向插入發(fā)射管內(nèi)，光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座與發(fā)射管同軸精密配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座的定位，光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座內(nèi)嵌激光光源，并從射光孔射出光線，射出的光線作為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)光軸線；

(2)利用光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架和基準(zhǔn)光軸線調(diào)整導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌可作為整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械基準(zhǔn)；具體做法是：將兩組光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架置于某一根導(dǎo)軌之上，將光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架的下部與導(dǎo)軌配合，調(diào)整導(dǎo)軌使基準(zhǔn)光軸線同時(shí)分別通過兩組光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架上部凹槽中央的通孔，此根導(dǎo)軌即調(diào)整完畢，以此法繼續(xù)調(diào)整導(dǎo)軌組合中的其它根導(dǎo)軌；

(3)將一待調(diào)整中心支架架于導(dǎo)軌之上，在其兩側(cè)各置一組光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架，將標(biāo)準(zhǔn)桿穿于該中心支架之中，標(biāo)準(zhǔn)桿兩端分別插入光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架的凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)桿的定位與支撐；然后調(diào)整中心支架，使中心支架所有的三個(gè)支撐點(diǎn)均與標(biāo)準(zhǔn)桿精密配合，鎖定中心支架，此中心支架調(diào)整完畢；依此法繼續(xù)調(diào)整其它中心支架；

(4)所有中心支架調(diào)整完成后，撤離標(biāo)準(zhǔn)桿和兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架，打開中心支架上部，將桿系中的入射桿、透射桿、吸收桿依次放入其中，即完成桿系同軸調(diào)整。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明沿軸線射出一條光線作為整個(gè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)光軸線，利用光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架首先調(diào)整導(dǎo)軌，使之成為系統(tǒng)的機(jī)械基準(zhǔn)。然后以導(dǎo)軌為基準(zhǔn)利用光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架，標(biāo)準(zhǔn)桿依次調(diào)節(jié)每個(gè)中心支架，最后直接可將桿系放入中心支架之內(nèi)。此發(fā)明較好地解決了目前難以調(diào)整分離式霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)桿系同軸度的問題，大大提高了試驗(yàn)可信度和試驗(yàn)效率，并可有效地保護(hù)桿系。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部。基于實(shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

在霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，發(fā)射管1正常用于以一定速度發(fā)射一撞擊桿，撞擊入射桿，在入射桿中形成一應(yīng)力波。該應(yīng)力波透過試件傳入透射桿，在入射桿和透射桿上測(cè)量并記錄應(yīng)力(應(yīng)變)波，按相關(guān)程序處理即可獲得試件材料在一定應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

如圖1所示，一種用于霍普金森壓桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)桿系同軸調(diào)整的光機(jī)裝置，主要包括：發(fā)射管1、光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座2、導(dǎo)軌3、中心支架4、光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5、標(biāo)準(zhǔn)桿6。

調(diào)整桿系同軸度時(shí)，將光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座2精密活插入發(fā)射管1口部，激光光源內(nèi)嵌于光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座2內(nèi)，激光光源透過光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座2端面上的射光孔發(fā)出一條激光光線作為整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)基準(zhǔn)線；粗略支撐、調(diào)整導(dǎo)軌3(根據(jù)需要可能有多節(jié)組成)；將兩只光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5分別置于最遠(yuǎn)處一根導(dǎo)軌的兩端，調(diào)整該導(dǎo)軌使由光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)座2發(fā)出的光線同時(shí)通過兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5的通孔(中心孔)，此根導(dǎo)軌即調(diào)整完畢；依此方法依次調(diào)整其它導(dǎo)軌直到全部調(diào)整完成。調(diào)整完畢的導(dǎo)軌將作為整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械基準(zhǔn)；將一組中心支架4架于導(dǎo)軌之上，兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5分別置于其兩側(cè)，將標(biāo)準(zhǔn)桿6穿過中心支架4，兩端分別插入兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5的凹槽中，即由兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5支撐標(biāo)準(zhǔn)桿的兩端；以標(biāo)準(zhǔn)桿為基準(zhǔn)，調(diào)整中心支架4的三個(gè)支撐點(diǎn)，使其與標(biāo)準(zhǔn)桿密合；此時(shí)該中心支架調(diào)整完畢，鎖定中心支架4的導(dǎo)向桿；撤離標(biāo)準(zhǔn)桿6和兩個(gè)光機(jī)標(biāo)準(zhǔn)架5；依此法依次調(diào)整其它中心支架，直至全部調(diào)整完畢；此時(shí)所有中心支架的支撐中心都在發(fā)射管軸線的沿長(zhǎng)線上，打開中心支架，將入射桿、透射桿放入其中，撞擊桿放進(jìn)發(fā)射管中。整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的同軸度調(diào)整完畢。

所述中心支架采用申請(qǐng)人于2013年8月13日提交的專利申請(qǐng)，分離式霍普金森桿支承和徑向調(diào)整定位裝置，申請(qǐng)?zhí)枮椋?01310350325.8。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。