1.一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:包括有承载架,承载架左侧设置有滑架,滑架和承载架上设置有样品盛放单元,样品盛放单元用于柱形样品的定位和固定,样品盛放单元内部设置有压力环境制造单元,样品盛放单元和压力环境制造单元用于模拟岩石在地下的环境,样品盛放单元左部设置有样品切换单元,样品切换单元用于切换柱形样品的剪切位置,样品盛放单元左侧设置有入射杆,样品盛放单元右侧设置有透射杆,入射杆和透射杆均属于分离式霍普金森杆动态试验系统,固定架设置有两个,滑架和承载架上分别固定连接有固定架,两个固定架之间贯穿设置有螺纹限位杆,右侧的承载架上固接有两个定位杆。
2.根据权利要求1所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
样品盛放单元包括有加热框架,加热框架设置有两个,左侧的加热框架通过安装架固定连接在滑架右端,右侧的加热框架通过安装架固定连接在右侧承载架上,两个加热框架下部分别开设有限位孔,左侧的加热框架内转动设置有限位转板,限位转板上周向开设有多个第一定位孔,右侧的加热框架内固定安装有限位挡板,限位挡板上开设有第二定位孔,固定壳设置有两个,后侧的固定壳固定连接在限位挡板上,两个固定壳的下端相铰接,两个固定壳的上端通过固定螺栓可拆卸连接,两个固定壳均位于限位转板和限位挡板之间,两个固定壳内部均开设有密闭的液压腔体,固定壳的液压腔体内盛有受温度影响变化极小的液体。
3.根据权利要求2所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
入射杆、透射杆、限位孔、下侧第一定位孔和第二定位孔的中心点处于同一水平线,左侧限位孔和第一定位孔与入射杆的直径相同,右侧限位孔和第二定位孔与透射杆的直径相同。
4.根据权利要求2所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
两个固定壳的上下两端分别安装有胶垫,胶垫用于两个固定壳之间的密封和柱形样品的装配。
5.根据权利要求2所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
压力环境制造单元包括有液压接口,液压接口设置有两个,两个液压接口分别设置于两个固定壳上,液压接口与液压加载装置相连接,固定壳的液压腔体内周向设置有若干个挤压活塞,若干个挤压活塞均与固定壳内侧壁滑动连接,挤压活塞与固定壳的液压腔体连通,左右相邻的两个挤压活塞的内侧端固接有挤压板。
6.根据权利要求5所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
挤压板的内侧部分材料为有机硅材质。
7.根据权利要求5所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
样品切换单元包括有挤压块,挤压块固定设置在限位转板的右侧面,限位挡板中部转动连接有挤压转块,挤压转块与右侧的加热框架之间设置有挤压弹簧,相邻的加热框架和限位转板之间设置有单向转动组件,单向转动组件用于使限位转板顺时针转动。
8.根据权利要求7所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
单向转动组件包括有弹簧限位块,弹簧限位块滑动设置在加热框架的右侧面,加热框架上部贯穿开设有限位滑槽,限位转板的左侧面周向开设有四个卡槽,限位滑槽的两端分别与上侧和前侧的两个卡槽相配合,弹簧限位块与卡槽逆时针单向限位配合,限位滑槽内限位滑动设置有弹簧限位杆,弹簧限位杆与卡槽顺时针单向限位配合。
9.根据权利要求7所述的一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其特征在于:
挤压块和挤压转块与柱形样品接触的侧面设置为粗糙面。
10.一种基于霍普金森杆系统的动载剪切试验方法,其针对权利要求1至9任一项所述的基于霍普金森杆系统的动载剪切试验装置,其步骤如下:试验装置组装S1:首先,在完成对加热框架内部加热件的安装,挤压块与限位转板和挤压转块与限位挡板的安装后,之后将限位转板转动安装在左侧的加热框架上,并将限位挡板固定在右侧的加热框架上,接下来将加热框架通过安装架分别安装在承载架和滑架上,最后将固定壳安装在右侧的加热框架上;
装置调平S2:通过样品切换单元完成对样品盛放单元的调平,转动限位转板,使后侧的卡槽与弹簧限位块形成限位配合,并使弹簧限位杆位于限位滑槽的最上端与上侧的卡槽限位,此时最下侧的第一定位孔与左侧的限位孔圆心同轴,调整两个加热框架的高度,使限位孔、第一定位孔、第二定位孔、入射杆和透射杆圆心同轴;
试验前期准备S3:松开固定螺栓并打开前侧的固定壳,将柱形样品放入两个固定壳之间,关闭固定壳并将固定螺栓拧紧,转动螺纹限位杆使左侧的滑架带动其上零部件向右移动,直至滑架右端与定位杆接触,此时完成对柱形样品的左右方向的固定,之后启动液压接口模拟柱形样品的压力环境,再通过加热框架内的加热件模拟柱形样品的温度环境;
进行试验S4:通过入射杆传递分离式霍普金森杆动态试验系统的发射波段,入射杆接受反射波段,透射杆接受到相应的透射波段,通过分离式霍普金森杆动态试验系统计算统计相应波段数据,得到柱形样品的动态力学性能数据;
切换样品角度S5:一次试验后,通过螺纹限位杆松开对柱形样品的固定,通过弹簧限位杆配合限位转板将柱形样品旋转,之后重新将柱形样品固定并进行下次试验,直至多次试验完成;
试验装置复位S6:所有试验完成后,通过螺纹限位杆使左右两侧的加热框架相远离,之后对照步骤S1中的安装顺序,从后至前将限位转板和限位挡板拆除复位。