一种用于多维动静组合加载SHPB的低温控制装置

本技术涉及混凝土特性研究，尤其涉及一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置。

背景技术：

1、随着建筑技术与材料科学的持续发展，混凝土正逐渐被推广应用于寒区、极地、深海等低温环境条件下的土木工程领域。可以预见，混凝土材料在未来将会愈发受到重视。混凝土在低温这一特殊环境中的力学性能与常温环境下势必存在差异，低温对混凝土力学性能的影响备受关注。还需要注意的是，混凝土材料在实际结构中通常处于复杂的多维(一维、二维、三维)应力状态，并且有很大可能会承受地震、撞击、爆炸等动态荷载的作用。因此，有必要深入探索混凝土材料在低温与多维应力耦合作用下的动态力学性能变化规律，从而为其更好地应用于工程实践提供数据支撑和理论基础。

2、分离式霍普金森压杆(split hopkinson pressure bar，shpb)是测试材料动力特性的主要设备之一，基于shpb试验技术可以获得混凝土在中高应变率荷载作用下的强度、变形、韧性等动态力学性能指标。自shpb问世以来，人们不断对其进行改进和完善：专利号为zl 201821193923.3的实用新型专利公开了一种适用于常规单轴shpb试验设备的低温环境箱，专利号为zl 202023088813.0的实用新型专利介绍了一种能够对处于多维预静压状态的混凝土试件进行冲击加载的试验设备。但是，目前仍然缺少可以与真三轴动静组合加载shpb试验系统配合使用的低温-恒温一体化装置，无法有效模拟混凝土在低温环境中的实际受力情况(即材料处于低温与多维应力耦合作用下)，致使人们在开展实时低温环境中混凝土材料的多维动静组合加载试验研究时仍然存在一定的困难。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，解决了背景技术中的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，包括低温试验箱和外部制冷系统，外部制冷系统包括液氮制冷装置和连接管路，所述低温试验箱包括箱体，所述箱体为正六面体，所述箱体的六个内壁均设有保温夹层，所述箱体的六个侧面均开设有方形通孔，所述方形通孔的表面活动安装有开关门，所述箱体的顶部包括箱盖，所述箱盖活动安装在箱体的顶部，所述箱盖的表面固定安装有把手，所述箱体的表面开设有连接孔，所述连接管路与连接孔和液氮制冷装置相连通，所述箱体的内部固定安装有温度传感器。

3、优选的，所述方形通孔的尺寸与加压杆的尺寸相匹配。

4、优选的，箱盖与箱体之间、各个方形通孔与开关门之间、连接管路与连接孔之间均设置有耐低温密封橡胶。

5、优选的，所述箱体的底部四角均设有支撑组件，所述支撑组件包括螺杆，所述螺杆固定安装在箱体的底部，所述螺杆的表面螺纹连接有螺套，所述螺套的底部转动连接有套筒，所述套筒的底部固定安装有支撑座。

6、与相关技术相比较，本实用新型提供的一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置具有如下有益效果：

7、本实用新型提供用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，通过与真三轴动静组合加载shpb试验系统配合使用，可以对测试样品进行原位降温并形成均匀稳定的低温条件，便于开展实时低温环境中混凝土材料的多维动静组合加载试验研究。

8、本实用新型提供用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，实现了低温控制与温度维持一体化，针对提前进行过低温处理的混凝土试件，可以快速补偿其在转移和安装过程中因外界环境而造成的温度差，既避免了与设定温度不一致，又提高了试验效率。

9、本实用新型提供用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，在多维动静组合加载试验过程中，能够防止混凝土试件因受到冲击而形成的碎块向周围迸溅散落，具备良好的防护功能，有利于保证试验的安全性，同时有助于碎块的完全回收以及后续处理。

技术特征：

1.一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，包括低温试验箱和外部制冷系统，外部制冷系统包括液氮制冷装置和连接管路，其特征在于：所述低温试验箱包括箱体(1)，所述箱体(1)为正六面体，所述箱体(1)的六个内壁均设有保温夹层，所述箱体(1)的六个侧面均开设有方形通孔(9)，所述方形通孔(9)的表面活动安装有开关门(3)，所述箱体(1)的顶部包括箱盖(2)，所述箱盖(2)活动安装在箱体(1)的顶部，所述箱盖(2)的表面固定安装有把手(4)，所述箱体(1)的表面开设有连接孔(5)，所述连接管路与连接孔(5)和液氮制冷装置相连通，所述箱体(1)的内部固定安装有温度传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，其特征在于，所述方形通孔(9)的尺寸与加压杆(11)的尺寸相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，其特征在于，箱盖(2)与箱体(1)之间、各个方形通孔(9)与开关门(3)之间、连接管路与连接孔(5)之间均设置有耐低温密封橡胶(6)。

4.根据权利要求1所述的一种用于多维动静组合加载shpb的低温控制装置，其特征在于，所述箱体(1)的底部四角均设有支撑组件(7)，所述支撑组件(7)包括螺杆(71)，所述螺杆(71)固定安装在箱体(1)的底部，所述螺杆(71)的表面螺纹连接有螺套(72)，所述螺套(72)的底部转动连接有套筒(73)，所述套筒(73)的底部固定安装有支撑座(74)。

技术总结
本技术公开了一种用于多维动静组合加载SHPB的低温控制装置，涉及混凝土特性研究技术领域，包括低温试验箱和外部制冷系统，外部制冷系统包括液氮制冷装置和连接管路，所述低温试验箱包括箱体，所述箱体为正六面体，所述箱体的六个内壁均设有保温夹层，所述箱体的六个侧面均开设有方形通孔，所述方形通孔的表面活动安装有开关门，所述箱体的顶部包括箱盖，所述箱盖活动安装在箱体的顶部，所述箱盖的表面固定安装有把手，所述箱体的表面开设有连接孔；本技术通过与真三轴动静组合加载SHPB试验系统配合使用，可以对测试样品进行原位降温并形成均匀稳定的低温条件，便于开展实时低温环境中混凝土材料的多维动静组合加载试验研究。

技术研发人员：夏伟,白二雷,秦立军,吕炎,王腾蛟
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学
技术研发日：20230703
技术公布日：2024/9/23