(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222143427.X (22)申请日 2022.08.15 (73)专利权人 山东非金属材 料研究所 地址 250031 山东省济南市天桥区田家庄 东路3号 (72)发明人 冯家臣　王绪财　彭刚　刘原栋　 张彬　高波　陈春晓　王伟　 冯典英　卢振宇　 (74)专利代理 机构 山东祺智知识产权代理有限 公司 373 61 专利代理师 赵斌 (51)Int.Cl. G01N 3/04(2006.01) G01N 3/08(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种霍普金森杆拉伸试验夹持装置 (57)摘要 本实用新型属于材料力学性能试验技术领 域， 具体涉及一种霍普金森杆拉伸试验夹持装 置， 该装置包括杆端连接头、 夹板连接部、 下夹板 和上夹板， 杆端连接头与试验系统以螺纹方式连 接， 夹板连接部上表面设有T型凹槽， 下夹板夹持 面设有长方形试样定位槽； 上夹板一端设有T型 连接头， T型连接头与T型凹槽间隙配合， 上夹板 通过可拆卸 紧固装置与下夹板9固定连接。 试验 时， 该装置成对使用， 对板状待测试样进行对称 夹持， 实现待测试样的稳定加载， 可有效解决霍 普金森杆拉伸试验中板状试样加载的问题， 特别 是对柔性基体高强纤维复合材料在拉伸过程中 的试样滑脱、 分层脱粘等加载失败的问题； 该装 置拆装方便， 操作简单， 比粘接试样的方法试验 周期短， 效率高， 试验结果 准确可靠 。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 218003091 U 2022.12.09 CN 218003091 U 1.一种霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 包括杆端连接头(8)、 夹板连接部(7)、 下夹板 (9)和上夹板(10)， 所述杆端连接头(8)为一端开有内螺纹盲孔的圆柱体结构， 内螺纹与试 验系统的入射杆和透射杆端部的外螺纹匹配， 杆端连接头(8)与试验系统以螺纹连接方式 连接， 其特征在于： 所述杆端 连接头(8)、 夹板连接部(7)和下夹板(9)为整体结构， 夹板连接 部(7)与下夹板(9)的高度差为上夹板(10)厚度与待测试样(3)厚度1/2的和， 下夹板(9)夹 持面的水平中心线与杆端连接头(8)中心轴重合； 所述夹板连接部(7)为长方体结构， 上表 面设有T型凹槽(13)， T型凹槽(13)深度与上夹板(10)的厚度匹配； 所述下夹板夹持面设有 试样定位槽(12)， 试样定位槽(12)为长方形， 宽度与待测试样(3)宽度匹配， 深度为待测试 样(3)厚度的1/2； 所述上夹板(10)一端设有T型连接头(15)， T型连接头(15)与夹板连接部 (7)上的T型凹槽(13)间隙配合； 所述上夹板(10)通过可拆卸紧固装置与下夹板(9)固定连 接。 2.根据权利要求1所述的霍普金森杆拉伸 试验夹持装置， 其特征在于： 所述下夹板(9) 为方型板， 四角部位设有4个内螺纹通孔(11)； 所述上夹板(10)为方型板,四角部位设有4个 通孔(14)， 通 孔(14)位置与下夹 板内螺纹通 孔(11)相对应。 3.根据权利要求1所述的霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 其特征在于： 所述T型连接头 (15)与T型凹槽(13)间隙配合， 间隙不大于 0.05mm。 4.根据权利要求1所述的霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 其特征在于： 所述杆端连接头 (8)内螺纹盲孔底部放置圆柱形弹性体垫片(5)， 所述弹性体垫片(5)硬质橡胶或聚氨酯材 料制备而成。 5.根据权利要求4所述的霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 其特征在于： 所述弹性体垫片 (5)直径与试验系统加载 杆端直径相同， 厚度为2m m～4mm。 6.根据权利要求1至5任意一项所述的霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 其特征在于： 所 述下夹板(9)上的试样定位槽(12)底面设有横向夹持齿。 7.根据权利要求1至5任意一项所述的霍普金森杆拉伸试验夹持装置， 其特征在于： 所 述上夹板(10)夹持面设有横向夹持齿。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218003091 U 2一种霍普 金森杆拉伸试验夹持装 置 技术领域 [0001]本实用新型属于材料力学性能试验技术领域， 涉及一种复合材料高应变率拉伸试 验夹持装置， 具体涉及一种霍普金森杆拉伸试验夹持装置 。 背景技术 [0002]霍普金森杆试验系统已成为材料高应变率拉伸性能的主要试验设备。 在此类试验 中， 拉伸试样两端分别与入射杆和透射杆相连接， 通过撞击管对入射杆端法兰冲击加载， 在 入射杆中产生拉伸加载波对试样进行高应变率拉伸加载。 根据试验中测得的入射杆和透射 杆上应变历程计算获得试样 高应变率拉伸应力应变曲线。 试样与入射杆、 透射杆的连接方 式是试验成功的关键因素。 [0003]拉伸试样一般采用哑铃型的圆柱试样或板状试样。 对于材质 均匀的金属材料， 试 样通常制作成两段带有螺纹的哑铃型圆柱试样， 试样两端分别与入射杆和透射杆端的螺纹 盲孔连接， 以实现试样的拉伸加载。 而对于各向异 性非均质材料的复合材料， 由于其拉伸强 度高而剪切强度低， 无法采用螺纹连接的方式加载， 通常采用板状试样两端夹持或粘接的 方式连接 。 [0004]目前， 对于纤维增强复合材料的高应变率拉伸试验， 通常采用胶粘的方式拉伸加 载。 试样一般设计成为板状试样。 试样两端为粘接部分， 分别与入射杆和透射杆端部粘接， 中间部分为拉伸试验段。 入射杆和 透射杆的试样连接端开有 “U”型槽，“U”型槽的长度和 宽 度分别与试样两端的粘接部分长度和厚度匹配， 试样的宽度接近杆的直径。 试样与入射杆 和透射杆之 间通过胶粘的方式进 行连接。 试验前将试样两端的连接部 分涂抹高强度胶 粘剂 置于“U”型槽内粘接， 待胶粘剂完全固化后再进行拉伸试验。 拉伸试验结束后需要对 “U”型 槽内的残余试样进行剔除， 并清理 “U”型槽以备 下一拉伸试样的粘接 。 [0005]采用“U”型槽连接方式， 需要根据试样试验段的尺寸、 材料拉伸强度、 胶粘剂的剪 切强度等因素估算试样粘接部 分的面积和长度， 确保试验成功。 采用 “U”型槽粘接的试样连 接方式存在以下问题： [0006](1)试样粘接操作 复杂， 胶粘剂固化时间较长， 试验后 “U”型槽内的残余试样清除 困难， 试验效率极低； [0007](2)拉伸加载过程中， 由于界面胶层的轴向剪切形变， 将对试样拉伸试验结果中的 应变值带来 一定误差； [0008](3)由于试样粘接面积不足或粘接界面的剪切受力不均， 导致胶层剪切破坏， 出现 试样脱胶“拔出”， 试验失败； [0009](4)如果复合材料为柔性基体材料或增强纤维的界面性能较差， 如： 超高分子量聚 乙烯纤维复合材料等， 仅通过试样表层的粘接很难对试样粘接部分进行整体约束， 试验中 易出现试样整体脱胶、 内层剥离滑 移、 部分纤维 “拔出”等现象， 导 致测试结果无效。说　明　书 1/4 页 3 CN 218003091 U 3