阿基米德-电磁成形，电磁炮，电磁弹射，霍普金森杆，高温硬度计

一、产品概述

分离式霍普金森拉杆测试系统（SHTB）是一款纯动态拉伸加载、高应变率精准可控、低扰动高复现、瞬态抗拉力学专属表征的高端冲击力学试验装备，对标国标、军标及国际动态拉伸试验规范，专为材料高速拉伸、瞬态抗拉失效、冲击断裂力学行为研究定制研发。有效弥补静态拉伸试验机无法模拟高速撕裂、爆炸拉伸、结构瞬态受拉破坏的技术短板，解决传统动态拉伸测试加载波形畸变、预压干扰严重、应力分布不均、数据离散度大、无法捕捉瞬时断裂响应的行业核心痛点。

整套系统由精密气炮发射单元、撞击套筒、应力波转换机构、入射拉杆、透射拉杆、高精度应变采集模块、脉冲整形系统、动态力学解析软件与全域安全防护结构组成，依托一维弹性应力波传播与压缩-拉伸波转换原理，实现试样微秒级高速动态拉伸加载。可精准还原材料在高速冲击拉伸、爆炸波受拉、结构瞬态撕裂、动载抗拉过载下的动态屈服、抗拉强化、颈缩延伸、瞬态断裂、层裂失效等力学行为，适配金属合金、纤维复合材料、高分子薄膜、防护织物、薄壁结构材料、新型功能材料等全品类试样测试。广泛服务于国防军工冲击力学、航空航天结构抗爆抗冲击、轨道交通安全防护、高端新材料研发、高校爆炸力学重点实验室、第三方动态力学检测机构，是高应变率动态拉伸机理研究、军工结构抗拉冲击定型、工程结构动态抗拉安全优化的标准化标杆试验平台。

分离式霍普金森拉杆测试系统基于压缩波精准转换、纯拉伸应力波可控加载、一维应力无损传播、三波法联动解析核心原理工作。设备通过高压气炮精准驱动撞击套筒高速运动，撞击入射杆端部精准结构，通过机械阻抗匹配与波型转换机制，将规整压缩脉冲精准转化为标准拉伸应力波，沿入射拉杆稳定传播，作用于夹持固定在入射杆与透射杆之间的标准试样。

三、核心技术优势

采用成熟波型转换加载结构，彻底规避传统拉杆设备普遍存在的预压缩应力干扰问题，全程为标准纯拉伸应力加载，无多余应力耦合、无挤压扰动、无工况失真。完全契合国内外SHTB动态拉伸试验标准，精准还原材料真实高速抗拉力学响应，杜绝预压变形导致的性能误判、断裂机理偏差，试验工况规范性、数据真实性行业领先。

精准覆盖10²～10? s?¹高应变率区间，可精准复刻高速撞击拉伸、爆炸波瞬态受拉、结构高速撕裂、动载抗拉过载等极端工程服役工况。有效捕捉静态、准静态拉伸试验无法显现的应变率强化效应、动态颈缩特性、高速断裂韧性衰减、绝热温升软化、层裂拉伸失效等特殊力学行为，完美适配极端工况材料动态抗拉性能摸底与结构抗拉冲击可靠性研究。

搭载专属拉伸脉冲整形调控模块，可按需优化拉伸入射波波形，有效抑制波弥散、消除波形震荡、平缓加载上升沿、延长稳态加载时长，实现试样全程恒应变率均匀拉伸变形。保障试样应力、应变动态均匀分布，温度场稳定可控，彻底解决传统SHTB设备加载波动大、应变率不稳定、数据重复性差的行业痛点，大幅提升动态拉伸试验精准度与可靠性。

采用精密气炮闭环调速、精准时序控制、微米级同轴对中结构，每次试验的撞击速度、拉伸入射波形、加载时长、应力幅值高度统一。设备运行稳定性强、试验数据离散度极低，可精准完成不同材料、不同工艺、不同工况的对照拉伸试验，为新材料迭代、结构抗拉优化、工艺改良提供公平、精准、可对比的数据支撑，完全满足军工定型与高端科研严苛标准。

配备适配棒状、片状、薄膜、织物等多类型试样的专用高精度夹持工装，采用无应力精准装夹设计，保障试样与拉杆完美同轴对接，加载过程无偏心、无滑移、无应力集中。彻底规避装夹偏差、滑移扰动带来的系统误差，适配硬质金属、柔性高分子、脆性复合材料、超薄薄膜等各类精密试样的高精度动态拉伸测试需求。

可兼容金属合金、碳纤维复合材料、玻璃纤维材料、高分子薄膜、防护织物、橡胶柔性材料、新型功能复合材料等软硬、脆韧各类试样，支持高速塑性拉伸、瞬态脆性断裂、大变形颈缩、动态耗能失效等多类试验场景。可通过更换工装、调整脉冲参数、适配不同试样规格，快速切换试验工况，一机覆盖绝大多数高应变率动态拉伸测试需求，设备通用性与适配性极强。

采用行业标准入射波、反射波、透射波三波同步采集、互校解析算法，数据逻辑严谨、计算模型标准化，有效规避单一波形解析的误差缺陷。可自动输出动态拉伸应力-应变曲线、应变率演化曲线、动态抗拉强度、延伸率、断裂耗能、动态本构模型等核心数据，全程可追溯、可复核、可验证，完全适配科研结题、学术论文发表、军工项目定型、权威检测验收场景。

整机采用高刚性一体化机架结构，拉杆采用高强度合金精密调质处理，弹性稳定性优异、形变损耗极低，可长期耐受高频次高速拉伸冲击加载。设备抗振动、抗偏移、抗疲劳性能突出，长期连续试验无精度衰减、无结构变形，支持7×24小时常态化批量试验，运维简单、故障率低、长效稳定性顶尖。

标准纯拉伸加载：无预压干扰、无应力耦合，试验工况标准合规纯粹
脉冲整形稳态加载：拉伸波形规整无震荡，实现恒应变率均匀拉伸
高精度同轴夹持：无偏心无滑移，大幅降低装夹系统测试误差
三波互校精准解析：多维波形联动验算，力学数据严谨可溯源
多重安全防护：机械、电气、气压全维度联锁，试验全程安全可控

分离式霍普金森拉杆测试系统广泛服务于国防军工冲击防护研究所、航空航天结构研发、爆炸与冲击力学实验室、轨道交通安全防护、高端新材料企业、高校力学重点实验室、第三方动态力学权威检测机构等核心领域。核心适用场景：金属合金高速动态拉伸性能标定；纤维复合材料、防护结构材料抗冲击拉伸失效机理分析；高分子薄膜、柔性防护材料高速抗拉与断裂特性测试；军工结构、航空构件、轨道交通部件动态抗拉冲击性能测评；极端动载下材料应变率效应、动态拉伸本构关系研究；新材料抗冲击改性工艺验证、科研课题动态拉伸数据支撑、军工产品定型性能验收、工程结构抗撕裂安全优化验证等，是高应变率动态拉伸力学研究领域的核心标杆装备。

本系统彻底解决传统动态拉伸测试设备预压干扰严重、拉伸波形畸变、应变率不稳定、数据复现性差、无法精准表征高速抗拉断裂行为的行业技术壁垒，以标准纯拉伸工况、宽域高应变率适配、脉冲稳压稳态加载、高稳高复现测试、全材料柔性兼容五大核心优势，构建标准化、高精度、可溯源的动态拉伸力学测试体系。既满足科研机构精细化动态拉伸机理研究、新材料本构模型建立、学术成果产出的高端科研需求，又适配军工结构抗冲击定型、工程安全核验、工业材料性能优化的工程刚需，有效完善材料动态力学性能评价体系，与霍普金森压杆、扭杆系统形成拉、压、剪全域高应变率测试矩阵，为极端冲击工况下的材料研发、结构设计、装备防护升级提供一站式合规、精准、可靠的动态拉伸试验解决方案。

一、分离式霍普金森拉杆（SHTB)ALT1200

霍普金森杆是一种研究一维应力状态下材料动态力学性能的有效实验装置。自从 1949 年 Kolsky 发明它并用其研究一维应力状态下材料动态力学性能以来该实验装置已有很多改进，实验技术不断提高。该装置通过应力波的匀速传送对试样进行冲击，测试试样在受到动态冲击波冲击应力时的应变情况，并根据实验参数计算相应的应变率、应力、应变能、入射能、透射能、反射能、质点冲击速度和高g值等参数。

应用范围：可对沙石土、混凝土、钢筋混凝土、金属和非金属泡沫材料、复合材料、高分子材料等进行较高应变率下的动态性能测试。也可对试样在不同外围约束力下进行动态性能测试。
加载方式：气动或则电磁加载
试样最大直径：50mm
应变率：1000/s ～20000/s
可所使用的标准杆：4-100mm（一套设备可以同时配置2-3套不同规格的杆）
控制方式：双保险开关，气动控制
增压方法：空压机（高压氮气可选）
加热方式：PID温控，带水冷系统（可选）
冷却方式：液氮或者酒精（可选）
子弹测速：激光测速系统（可选）
围压及轴压：液压全自动加压系统（可选）
尾座缓冲：机械式或者液气联合缓冲
可以用于其他动态冲击力学的分析测试
符合国家标准：GBT 30069.1-2013 金属材料高应变速率拉伸试验

霍普金森拉杆（SHTB)ALT1200设备优越性能

  ALT1200 采取柜体式结构设计，直接将发射系统及拉杆系统安装在两个操作台之间，所有零配件都安装在工作台内部，整齐美观，实用性很强。发射及控制系统安装在前操作台，操作人员在电脑前即可完成子弹发射，子弹回收数据处理等操作，非常方便。高温加热系统及同步气缸安装在后操作台，可以通过PID控制系统随意调整目标温度，高温炉外部带水冷系统，可以保证操作的安全。各个杆系通过不同直径的带轴承杆套可以安装在同一规格的支撑台上，可以随意更换压杆。同一系统也可以安装两套基座以适应不同直径的杆径，通过对杆及发射系统的系统调整，该设备可以冲击出经典的规则方波。
1. 可快速变换不同杆径：采用斜口压杆支座，在一台霍设上只需更换炮管就可方便实现各种霍杆试验，达到各种实验目的，可为用户节钱。
2.主体采用柜式结构加型钢轨道设计，实用性强，操作方便，外观符合现代工业美学理念。
3.可以拉杆和压杆共用一个主体，共用采集系统和气室发射系统，拉杆支架采用轴承支架，方便安装与滑动。
4.操作面板集成到炮管后的柜体上以保证操作安全，撞击杆可以自动发射，自动回位，采用双开关以避免误发射。
5.排除外部电磁干扰，同时防止采集系统误触发，发射控制系统采用气动控制系统。
6.数据采集软件可以随意选择波形的起点及终点，可以选取任意波段数据进行分析。
7. 数据处理软件自动识别透射波和反射波的起跳点，自动计算应力、应变、应变率、应变能、入射能、透射能、反射能、质点冲击速度，自动生成应力应变曲线，以及时间与上面各种参数的曲线，可以计算方形试样，以上功能可以现场演示。
8. 统一基准：由专有技术拼合成的分段组合式导轨，可任意接长或缩短，具有侧向和平面高精度统一基准，可使发射系统（包括各种炮管）、杆系（各种杆径）在同一基准下任一位置调试安装，极大节约调试时间，操作方便，提高试验精度。
9. 标准模块化：无论发射系统、中心支撑装置，还是导轨，全部采用标准模块化结构。无论你需要什么样的拉杆试验设备，都可通过数量增减而达到试验要求，易于推广。

10. 扩展性：系统具有很强的扩展性。可以加测速，高温，围压，三点弯，剪切等各种不同条件下的测试，可以在在导轨上增加一台辅助设备（高精度磨头变频动力驱动、短直线导轨副、杆件旋转动力机构等），即可解决长杆磨削问题；增加各种直径杆件的单次加载装置等试验项目不加什么就很容易实现；缓冲装置可移位等。

霍普金森拉杆数据处理软件可以自动识别透射波和反射波的跳动点和终止点，也可以人工识别，同时可以测试方形试样，可以计算试样的冲击应力应变，应变能，质点速度，反射能，透射能等各种数据，操作简单，使用方便，据当前行业一流水平。

杆件杆径：Φ100、Φ80、Φ75、Φ70、Φ50、Φ37、Φ30、Φ20、Φ18、Φ16、Φ14.5等多种。一套设备可以配置多套杆系，同时拉杆和拉杆可以装在同一主体，共用采集系统及气体驱动系统；

杆系与子弹： 材料为18Ni、弹簧钢、钛及其他高强度钢；金属材料均进行过热处理，所有杆件端面垂直度均可达到0.02以内，杆径和端面粗糙度达到Ra0.8以上。

霍普金森拉杆（SHTB)ALT1200数据采集系统

1.设备功能介绍及主要技术指标：
ALT1200型超动态数据采集系统专用于霍布金森杆实验的测试和分析。系统瞬态最高采样速率40MHz，每通道独立A/D模数转换器，外挂应变调理器完成1/4桥、半桥、全桥状态的应力应变测试和分析，对被测信号实时采集、实时显示、实时存储和实时分析，具备自动测试控制和数据波形分析处理功能。

霍普金森拉杆（SHTB)ALT1200软件简介

1.操作界面(可自动识别计算波形）

霍普金森杆数据分析软件由阿基米德工业科技公司开发，功能非常强大，可以同时计算动态压缩、拉伸、扭转、弯曲、剪切等项目，得到动态应力、应变、应变速率、应变能、入射能、透射能、反射能、质点速度、加速度（高g值）、试样升温、断裂韧性，位移量、冲击力、入射应力应变、透射应力应变、反射应力应变等数据。。

霍普金森(Hopkinson)杆实验采集的数据主要包括时间、入射电压和透射电压。数据分析程序对原始数据进行处理，主要功能有：

根据图像中的曲线图手动抓取入射波/透射波的起始位置，并分离出所需时间区间的所有数据。
根据特定的计算方法对原始数据进行分析并自动识别入射波/透射波的起始位置，并分离出所需时间区间的所有数据。
可实现移波操作，即当入射波和透射波的起始位置有偏差时，可对入射波或透射波的数据进行移动，以使两者的起始位置对齐。
针对有效时间区间的入射电压和透射电压，依据给定的实验参数计算相应的应变率、应力、应变能和高G值等参数。
针对给定的数据列表，可按平面曲线的方式显示指定的映射关系。默认条件下，以时间数据表示横坐标值，其他数据列作为纵坐标值。
可对映射曲线的显示风格进行编辑，包括线型、线宽、颜色、显示间隔，节点符号的形状、大小、颜色、显示间隔等等。
可对坐标轴、注释框、图形边框等元素的风格进行编辑，包括坐标轴的名称、显示范围的数据区间，注释框的显示位置、是否隐藏边框，图形边框是否隐藏、网格辅助线是否显示等属性。
可实现图形/图像的缩放、移动、抓取、位图转换等功能。缩放和平移即改变曲线的显示范围，抓取即可以将点击图像获得对应的数值，位图转换即将变换为BMP格式的位图并输出。
符合国家标准：GBT 34108-2017 金属材料高应变速率室温压缩试验方法