(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 202210410347.8 (22)申请日 2022.04.19 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 申请人 武汉理工大 学三亚科教创新园 (72)发明人 罗忆　李帅豪　龚航里　李新平　 郭运华　孟飞　黄俊红　陶宇航　 李桥梁　邓运辰　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 刘琳 (51)Int.Cl. G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01)G01N 3/307(2006.01) (54)发明名称 一种SHPB整形器加噪装置及损伤分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种SHPB整形器加噪装置及 损伤分析方法， 包括设置于真三轴霍普金森压杆 装置的入射杆与高压气炮 之间的装置本体； 装置 本体为钢制圆柱形封闭腔体结构， 装置本体的内 腔中设置若干个不同粒径的钢珠； 装置本体的一 端与高压气炮抵接， 另一端通过橡胶垫片与真三 轴霍普金森压杆装置的入射杆抵接。 本发明通过 设计一种整形器加噪装置， 丰富了入射波的各个 频段的成分， 后期通过小波分析的方法比较入射 波与透射波不同频段的波的幅值变化， 从而分析 出试样内部的裂隙、 孔洞等损伤情况。 权利要求书2页 说明书4页 附图5页 CN 114778287 A 2022.07.22 CN 114778287 A 1.一种SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 包括设置于真三轴霍普金森压杆装置的入 射杆(2)与高压气炮(3)之间的装置本体(1)； 所述装置本体(1)为钢制圆柱形封闭腔体结 构， 所述装置本体(1)的内腔中设置若干个不同粒径的钢珠(5)； 所述装置本体(1)的一端与 高压气炮(3)抵 接， 另一端通过橡胶垫片(4)与真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)抵 接。 2.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 所述装置本体(1)中钢珠 (5)的粒径范围为5～3 0mm， 通过控制钢珠(5)不同粒径所占的比例得到不同的颗粒级配D。 3.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 所述装置本体(1)的长度 L钢与试验装置总长度L总的比值为不耦合系数 通过改变不耦合系数对入射波进行 不同程度的加噪处 理， 使入射波获得 更多的高频和低频 频段。 4.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 所述橡胶垫片(4)与装置 本体(1)、 真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)的接触面均用凡士林涂抹保证贴合。 5.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 所述钢珠(5)的粒径为五 种， 分别为5m m、 10mm、 15mm、 20mm、 30mm。 6.根据权利要求1所述的SHPB整形器加噪装置， 其特征在于： 所述钢珠(5)的体积为装 置本体(1)内腔容积的1/10～1/9。 7.一种SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法， 其特征在于： 所述方法基于权利要求1～ 6中任一项所述的SHPB整形器加噪装置实现， 包括如下步骤； 1)在真三轴霍普金森压杆装置的入射杆(2)与高压气炮(3)之间安装 装置本体(1)； 2)放置试样， 启动霍普金森杆冲击系 统， 进行冲击试验， 利用高压气炮(3)中的高压气 体驱动撞击杆撞击装置本体(1)及入射杆(2)， 力和冲击波作用透过试样传递到透射杆上， 透射杆与吸收杆相撞， 利用吸收杆吸收剩余能量， 由数据采集系统记录入射杆(2)、 透射杆 上应变片所测的应 变信号； 3)入射杆(2)受到的力和冲击波作用到试样上， 试样在力和冲击波作用下产生变形和 破碎； 4)撞击结束后通过入射杆(2)与透射杆上的应变片得到入射波和透射波， 再利用 Matlab中的小波工具箱对这两个波进行小波变换 处理， 分析入射波和透射波 各对应频段的 幅值差异， 进 而分析出式样内部裂隙的情况。 8.根据权利要求7所述的SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法， 其特征在于： 通过控制 装置本体(1)内钢珠(5)不同粒径所占的比例得到不同的颗粒级配D， 通过不均匀系数 以及曲率系数 来表示级配情况， 不均匀系数Cu反映大小不同粒组的 分布情况， Cu越大表示钢 珠粒径大小的分布范围越大， 其中小于一种 粒径的钢珠质量累计 百分数小于或等于10％时， 相应的粒径称为有 效粒径d10； 小于一种粒径的钢珠质量累计百 分数小于或等于30％时的粒径用d30表示； 当小 于一种粒径的钢珠质量累计百 分数小于或等 于60％时， 该粒径称为限定粒径用d60表示； 当Cu＜ 5时级配不良， 即钢珠粒径分布范围较 窄； 同时考虑累积曲线的整体形状， 引入参考曲率系数Cc值； 同时满足Cu≥5和Cc＝ 1～3两个条 件时， 则为级配良好。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114778287 A 29.根据权利要求7所述的SHPB整形器加噪装置的损伤分析方法， 其特征在于： 通过改变 不耦合系数S对 入射波进行不同程度的加噪处 理， 使入射波获得 更多的高频和低频 频段， 所述不耦合系数 L钢为装置本体(1)的长度与L总为试验装置总长度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114778287 A 3