具体实施方式

参照图1至图8对本发明一种电磁加载新型中应变率冲击拉伸测试系统实施例做进一步说明。

见图1、3和4，一种电磁加载新型中应变率冲击拉伸测试系统，包括加载杆2、应力波放大器3、次级线圈4、放电线圈5、夹持装置7和压力传感器10，压力传感器10通过连接件与夹持装置7的一侧固定连接，加载杆2、应力波放大器3、次级线圈4和放电线圈5位于夹持装置7远离压力传感器10的一侧，加载杆2、应力波放大器3、次级线圈4和放电线圈5依次排列，且连接在一起，放电线圈5靠近夹持装置7的一侧通过螺栓与夹持装置7连接；

夹持装置7包括前夹头12和后夹头13，且前夹头12和后夹头13均为门字形结构，前夹头12和后夹头13内腔的前后两侧均设有夹持块14，前夹头12和后夹头13门子形夹持部位的两侧均开设有螺纹孔，夹持块14与前夹头12和后夹头13夹头部位配合的斜面开设有埋头孔，且埋头孔的位置与螺纹孔的位置相对应。应力波放大器3为锥形结构，用于应力放大，在测试前，将测试试件放置在前夹头12和后夹头13中，利用夹持块14将测试试件夹紧，此时将第五螺栓放置在夹持块14上开设的埋头孔中，第五螺栓通过前夹头12和后夹头13上开设的螺纹孔中，保证测试试件被夹紧。此外，夹持块14表面滚花纹，增强夹持块14与拉伸试件之间的摩擦力，从而保证试件被夹持块14固定的更加牢固，不会在加载过程中出现滑动。

见图3，前夹头12和后夹头13的外围均加装有保护框15。保护框15的设置是为了保证门字形结构的前夹头12和后夹头13在夹紧过程中不会因为第五螺栓的顶持作用而发生变形。

见图1和2，加载杆2背离应力波放大器3的一侧设有阻尼器1，且加载杆2与阻尼器1不接触，阻尼器1为筒状结构，且阻尼器1的内部填充橡皮泥或者泡沫。阻尼器1内部填充橡皮泥或者泡沫，为了有效缓冲试件拉伸失效后加载杆2的冲击，用于加载试验台11和试验过程的安全保护。

见图1和2，加载杆2和线圈支座6的材质为不锈钢。其目的主要是为了防止电磁感应导致的磁化现象，铸铁和普通碳钢容易因磁化产生局部反向磁场，导致线圈支座6背部开裂。

见图1和2，放电线圈5为圆形通孔结构，且放电线圈5的中心设有直线滑动轴承，放电线圈5和加载杆2之间间隙配合，放电线圈5靠近线圈支座6的一侧设有塑胶底座，且塑料底座和线圈支座6之间通过第一螺栓连接，加载杆2与前夹头12之间通过第二螺栓连接。铜带沿着中心对称左右引出，和轴承座两侧开槽位置对应，方便电缆的连接，同时为了使用安全，引出端铜带部位需要先缠绕高压绝缘胶带，再缠绕普通绝缘胶带，为了提高加载过程对中一致性，中心连接孔通过安装直线滑动轴承与不锈钢加载杆2进行配合，同时对轴承内壁进行一定的润滑保护，便于减小加载过程滑动阻力，放电线圈5采用T2级以上宽尺寸厚度在1.5mm以上的铜带进行缠绕后浇注树脂固化成型的方式进行加工，为了增加导电性和磁通量，放电线圈5底座采用高强度耐撞性塑料进行加工，利用第一螺栓和第二螺栓的连接方式进行连接，使得装置能够连接稳定。

见图1和2，加次级线圈4为圆饼状结构。次级线圈4为圆饼状结构充当感应线圈的功能。

见图1和2，连接件包括固定连接杆8，固定连接杆8通过固定支架9和压力传感器10连接，且固定连接杆8远离固定支架9的一侧与夹持装置7固定连接，固定支架9的底部设有加载试验台11，固定支架9为对称的倒T形结构，且固定支架9靠近加载试验台11一侧的两端均设有加筋，加筋与加载试验台11之间通过配件连接。固定支架9靠近固定连接杆8的一侧设有凸台，固定连接杆8安装在凸台的内部，目的是为了防止固定连接杆8在自由状态上下摆动，影响加载过程的一致性。

见图1和2，配件包括第三螺栓，固定支架9和加载试验台11的上表面均开设有供第三螺栓装配的螺纹槽，且第三螺栓装配在螺纹槽的内部。加载试验台11采用整体式平板结构，表面进行光滑防锈处理，固定支架9底板和加载试验台11上表面采用螺栓连接方式，为了防松，螺栓采用螺纹孔连接方式，同时加载试验台11下底面采用高强度螺母进行拧紧。

见图1和2，阻尼器1和线圈支座6均位于加载试验台11的顶部，且阻尼器1、线圈支座6与加载试验台11之间均通过第四螺栓进行固定。

一种电磁加载新型中应变率冲击拉伸试验方法，包括以下步骤：

S1、安装测试试件：利用夹持装置7对测试试件进行固定，然后分别连接电缆线、应变采集数据线和压力采集数据线，调整高速摄像机目标位置；在这之前，需要将测量装置安装完毕，安装时，将加载杆2依次与应力波放大器3、次级线圈4和放电线圈5连接，其中应力波放大器3、次级线圈4和放电线圈5要贴紧，然后通过第二螺栓和前夹头12连接，接下来用固定连接杆8通过固定支架9和压力传感器10进行贴紧连接，最后对后夹头13进行固定，在安装测试试件时，利用夹持装置7对测试试件进行固定，固定牢固后，然后分别连接和放电线圈5出线端对应的电缆线以及试样设定位置应变采集的数据线和压力采集数据线，检查结构稳定性和加载过程对中一致性，调整高速摄像机位置。

S2、设置充电电压参数：利用设备进行力学测试；根据下面的公式(1)、(2)和(3)计算需要加载的电压参数，然后打开系统控制电源，检查动力供电系统和各项数据采集系统，确保一切正常后准备进行力学测试。

S3、充电和采集触发：输入目标充电电压值，对设备进行充电，充电完成之后，控制高速摄像、压力采集和应变采集的触发键；首先打开电源柜开关16，启动设备，接下来在电源柜控制屏17上输入设定目标充电电压值，然后按下充电按钮开关18，等到充电完成，绿色指示灯亮起之后，分别按下计算机上控制高速摄像、压力采集和应变采集的触发键。

S4、放电加载：按下各项数据采集触发键后立即按下放电开关按钮，完成一次的快速加载，并采集各项所需要的数据；

S5、数据处理。根据相关仪器记录结果，计算加载过程的实际应变率和应力－应变力学响应，对加载过程失效变化行为进行总结分析，撰写相关试验报告和学术论文。

S2中，需要用到公式(1)、(2)和(3)来计算需要加载的电压参数，加载过程试件的最大加载速度计算公式如下：

其中，V_max为加载的最大速率，M为应力放大器3的放大倍数，K为RLC放电回路过程的常数，U0加载过程放电电压，ρ为不锈钢加载杆2的密度，S为次级线圈的4的圆形面积。

脉冲电磁力加载过程其实是半正弦应力波的加载，其能量大小是峰值力和脉冲宽度共同作用的结果，脉宽的计算公式如下：

其中，T为电磁加载的脉冲宽度值，L指的是RLC放电回路的电感，C为电源柜电容组的容量，R为整个放电回路的等效电阻，可以通过万用表直接测量。

应变率是单位时间内材料应变的变化，可以通过以下公式进行计算：

其中，ε^*为应变率，L₀为试件标距的原始长度，L为拉伸后试样的长度，V为加载过程的有效速率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。