【背景】中国矿业大学(北京)何满潮教授在原霍普金森拉杆动力冲击实验系统的基础上自主研制的恒阻大变形锚杆霍普金森拉杆动力冲击拉伸实验系统。该系统可以检验恒阻大变形锚杆在动力冲击下拉伸变形特性,系统主要由动力冲击加载系统、锚杆冲击拉伸系统和数据采集系统组成,可以进行单根、双根和锚杆群动力冲击拉伸实验。下图为该实验系统示意。

动力加载系统主要包括动力加载系统(采用氮气释放加载使子弹具有一定初速度,理论释放气压可达5 MPa)、光电测速系统(采用2点测速原理测定子弹速度)和杆件系统(本实验系统杆件系统采用高强度铸钢件,包括子弹和入射杆)。下图为动力加载系统。

单根锚杆冲击拉伸系统的锚杆冲击部分,主要由导向架、冲击钢管、复合式承载盘、试样固定座,及锚杆试样等组成。其中,冲击钢管由导向架支撑导向,保证其与霍普金森拉杆同轴。锚杆试样通过试样固定座固定于工作台上,保证其与冲击钢管同轴。试样固定座采用高强度铸钢件,采用高强度螺栓紧固于工作台上,保证冲击时的稳定性。下图为锚杆冲击拉伸系统示意。

数据采集系统主要由力传感器、电荷放大器、数据采集仪和数据测试分析软件等部分构成。其中,YFF-2系列传感器是利用石英晶体的纵向压电原理,将“力”转换成“电荷”的变换装置。传感器产生的电荷正比于被测外力,通过INV1870(DLF)电荷放大器将电荷按比例地转换成电压,再用INV3020型数据采集仪读出被测力的大小及其变化。最后通过DASP数据测试分析软件导出数据并通过origin软件做出荷载-位移曲线以供分析。下图为数据采集系统。

【来源】李晨,何满潮,宫伟力.恒阻大变形锚杆负泊松比效应的冲击动力学分析[J].煤炭学报,2016,41(6):1393-1399.