(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210952419.1 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 中国人民解 放军陆军工程大 学 地址 210007 江苏省南京市秦淮区后标营 路88号 (72)发明人 张中威　刘家贵　熊自明　吴凡　 段力群　林渊　代晓青　孙慜倩　 夏一鹭　姚瑶　王明洋　 (74)专利代理 机构 北京力量专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11504 专利代理师 刘一霖 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种纤维束动态拉伸性能试验 装置 (57)摘要 一种纤维束动态拉伸性能试验装置， 属于材 料动态力学性能实验技术领域。 试样夹持装置固 定带状纤维束样件两端， 杆 ‑压头撞击装置的压 头紧靠所述带状纤维束样件中部， 使带状纤维束 样件拉紧但无预应力并且自由段与杆 ‑压头撞击 装置的轴线平行， 子弹发射装置发射子弹撞击 杆‑压头撞击装置， 从而对带状纤维束样件进行 动态拉伸， 杆 ‑压头撞击装置内有压电传感器用 于测量应力， 高速摄影装置拍摄试验 过程中所述 试样的变形以测量其应变。 克服了现有动态拉伸 装置的不足， 原理更为简单， 装置 外形更加协调。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 115326564 A 2022.11.11 CN 115326564 A 1.一种纤维束动态拉伸性能试验装置， 其特征在于： 包括依次布置的子弹发射装置 （1） 、 杆‑压头撞击装置 （2） 、 试样夹持装置 （3） 、 高速摄 影装置 （5） ， 所述子弹发射装置 （1） 发射子弹撞击所述杆 ‑压头撞击装置 （2） ， 实现对纤维束试样进 行动态拉伸； 所述试样夹持装置 （3） 用于固定带状纤维束样件 （4） 的两端； 所述杆‑压头撞击装置 （2） 上的压 头紧靠带状纤维束样件 （4） 的中部； 所述高速摄 影装置 （5） 用于拍摄试验过程中所述试样的变形以测量 其应变。 2.根据权利要求1所述的纤维束动态拉伸性 能试验装置， 其特征在于： 所述子弹发射装 置 （1） 包括储气室 （11） ， 储气室 （11） 的上部设置发射阀体 （12） ， 发射阀体 （12） 的一侧设置与 杆‑压头撞击装置 （2） 相配合的炮管 （13） ， 未发射时子弹装在所述炮管 （13） 里， 试验开始时 所述子弹撞向所述杆 ‑压头撞击装置 （2） 。 3.根据权利要求2所述的纤维束动态拉伸性能试验装置， 其特征在于： 所述杆 ‑压头撞 击装置 （2） 包括依次连接的入射杆 （21） 、 压电传感器 （22） 、 连接器 （23） 、 压头 （24） ， 所述入射 杆 （21） 远离压电传感器 （22） 的一端与炮管 （13） 相配合， 所述压头 （24） 紧靠带状纤维束样件 （4） 的中部 。 4.根据权利要求3所述的纤维束动态拉伸性能试验装置， 其特征在于： 所述压头 （24） 为 半圆柱体， 通过圆弧侧面对 所述带状纤维束样件 （4） 施加压力， 所述弧面开有沟槽防止所述 带状纤维束样件 （4） 脱落， 所述压头 （24） 的平侧面上开有孔， 所述连接器 （23） 将入射杆 （21） 的受力传给压 头 （24） 。 5.根据权利要求1所述的纤维束动态拉伸性 能试验装置， 其特征在于： 所述连接器为同 心圆柱体， 小圆柱体插 入压头 （24） 的盲孔。 6.根据权利要求1所述的纤维束动态拉伸性 能试验装置， 其特征在于： 所述试样夹持装 置 （3） 包括一U型叉架 （34） ， 所述U型叉架 （34） 两端分别固定一摇块 （33） ， 每个摇块 （33） 上用 螺钉 （31） 连接一压块 （32） ， 所述压块 （32） 和摇块 （33） 之间夹紧， 用于将带状纤维束样件 （4） 的端部固定 。 7.根据权利要求6所述的纤维束动态拉伸性能试验装置， 其特征在于： 所述摇块 （33） 两 侧包括一圆柱状突起， 用于卡入所述U型叉架 （34） ； 摇块 （33） 内侧包括圆弧状凸台， 用于改 变带状纤维束样件 （4） 的拉伸方向。 8.根据权利要求1所述的纤维束动态拉伸性 能试验装置， 其特征在于： 所述带状纤维束 试样上作有标记， 所述高速摄 影装置 （5） 纪录试验过程中所述带状纤维束样件 （4） 的变形。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115326564 A 2一种纤维束动态拉伸性能试验装 置 [0001] 技术领域 [0002]本发明属于材料动 态力学性能实验技术领域， 具体涉及 一种纤维束动 态拉伸性能 测试装置 。 [0003] 背景技术 [0004]研究材料在高应变率下的力学响应， 对结构设计和材料研究均有重要意义。 在对 材料进行动态拉伸试验时， 常用的装置是霍普金森杆拉杆装置或其改进发展的装置 （例如 旋转盘式冲击 拉伸试验装置等） 。 夏源明等设计了一种直接拉伸式实验装置， 主要包括 发射 装置、 子弹、 金属短杆、 入射杆、 透射杆、 能量吸收装置和数据采集系统组成。 将试件的两端 通过胶粘或螺纹等方式连接于输入杆和输出杆之间， 通过子弹撞击前置金属短杆， 短杆断 裂产生拉伸波， 即入射波 （由贴在入射杆上的电阻应变片测得） ， 拉应力应变脉冲在入射杆 中向前传播， 当传送至入射杆与试件界面时， 由于试件材料和透射杆材料的惯 性效应， 整个 试件将被拉伸。 同时， 由于杆与试件之 间的波阻抗差异， 入射波被部 分反射为反射波还由贴 在入射杆上的电阻应变片测得， 透射波由透射杆上的电阻应变片测得， 由测得的入射波、 反 射波和透射波就可以处理得到材料 的形变和破坏情况， 获得材料 的动态力学性能数据。 该 试验装置得到材料应力应变曲线的原理及其数据处理过程较为复杂， 最 终结果的准确性易 受影响， 并且 装置中多为细长杆件， 整个试验 装置空间利用率较差 。 [0005] 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种纤维束动态 拉伸性能试验装置。 该装置克服了现有动 态拉伸装置的不足， 原理更为简单， 装置 外形更加协调。 [0007]本发明是通过 下述技术方案来实现的： 一种纤维束动态 拉伸性能试验装置， 所述纤维束动态 拉伸性能试验装置包括用于 固定带状纤维束 试样两端的夹持装置、 杆 ‑压头撞击装置、 子弹发射装置、 高速摄影装置。 所 述夹持装置固定纤维束 试样两端， 所述纤维束试样长度为两固定端距离的数倍， 所述杆 ‑压 头撞击装置的压头紧靠所述试样中部， 使所述试样拉紧但无预应力并且自由段与所述杆 ‑ 压头撞击装置轴线平行， 所述子弹发射装置发射子弹撞击所述杆 ‑压头撞击装置， 从而对纤 维束试样进 行动态拉伸， 所述杆 ‑压头撞击装置内有压电传感器用于测量应力， 所述高速摄 影装置拍摄试验过程中所述试样的变形以测量 其应变。 [0008]优选的是， 本 发明的子弹发射装置包括储气室， 储气室的上部设置发射阀体， 发射 阀体的一侧设置与杆 ‑压头撞击装置相配合的炮管， 未发射时子弹装在所述炮管里， 试验开 始时所述子弹撞向所述杆 ‑压头撞击装置 。 [0009]优选的是， 本发明的杆 ‑压头撞击装置包括依次连接的入射杆、 压电传感器、 连接说　明　书 1/3 页 3 CN 115326564 A 3