(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 20221089859 2.8 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 苗应刚　杨洲　贺贺　殷建平　 朱颁　陈涛　任家辉　岳一凡　 田霖　 (74)专利代理 机构 北京中珒知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 11806 专利代理师 王中 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 测试材料动态摩擦性能的系统 (57)摘要 本发明公开一种测试材料动态摩擦性能的 系统， 其包括： 顺序设置的入射杆、 摩擦副和透射 杆， 其中所述入射杆和所述透射杆在轴向方向上 对所述摩擦副进行夹持； 夹具组件， 所述夹具组 件在径向方向上对所述摩擦副进行夹持； 其中， 所述入射杆用于传播拉伸入射波并对所述摩擦 副进行加载， 所述拉伸入射波的一部分在所述入 射杆中形成拉伸反射波， 所述拉伸入射波的另一 部分通过所述摩擦副进入所述透射杆中形成拉 伸透射波； 在加载过程中， 所述摩擦副产生形变 和位移， 通过所述夹具组件施加的正压力发生动 态变化， 并以应力波的形式在所述夹具组件中传 播。 本发明实现了材料动态摩擦性能测试， 并可 得到动态加载下材料摩擦系数 ‑载荷‑加载速率 关系。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115266446 A 2022.11.01 CN 115266446 A 1.一种测试 材料动态摩擦性能的系统， 其特 征在于， 包括： 顺序设置的入射杆、 摩擦副和透射杆， 其中所述入射杆和所述透射杆在轴向方向上对 所述摩擦副进行夹持； 夹具组件， 所述夹具组件在径向方向上对所述摩擦副进行夹持； 其中， 所述入射杆用于传播拉伸入射波并对所述摩擦副进行加载， 所述拉伸入射波的 一部分在所述入射杆中形成拉伸反射波， 所述拉伸入射波的另一部 分通过所述摩擦副进入 所述透射杆中形成拉伸透射波； 在加载过程中， 所述摩 擦副产生形变和位移， 通过所述夹具 组件施加的正压力发生动态变化， 并以应力波的形式在所述夹具组件中传播。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述摩擦副包括： 相连接的入射摩擦副和 透射摩擦副， 其中所述入射摩擦副与所述入射杆 连接， 所述透射摩擦副与所述透射杆 连接。 3.根据权利要求1或2所述的系统， 其特征在于， 所述夹具组件包括： 框架和从所述框架 的上框架和下框架分别向中间伸出的第一夹具和 第二夹具， 所述第一夹具和所述第二夹具 相对设置并夹持所述摩擦副。 4.根据权利要求3所述的系统， 其特征在于， 所述夹具组件还包括： 与所述框架 的上框 架连接的第一螺柱和与所述框架的下框架连接的第二螺柱， 其中， 所述第一螺柱与所述第 一夹具连接， 所述第二螺柱与所述第二夹具 连接。 5.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 还包括： 设置在所述入射杆第一端的固定 环。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 还 包括： 应力波产生器， 其包括： 波导杆、 套筒式撞击杆和法兰， 其中， 所述波导杆与所述入射杆 的第二端连接， 所述套 筒式撞击杆套设在所述波导杆的外 部； 其中， 所述套筒式撞击杆撞击所述法兰， 在所述法兰中形成一列压缩应力波并经过所 述法兰的反射形成拉伸应力波， 所述拉伸应力波 经过所述波导杆传向所述入射杆作为所述 拉伸入射波。 7.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述应力波产生器还包括： 设置在所述波 导杆和所述法兰之间的波形整形器。 8.一种测试 材料动态摩擦性能的系统， 其特 征在于， 包括： 顺序设置的入射杆、 摩擦副和透射杆， 其中所述入射杆和所述透射杆在轴向方向上对 所述摩擦副进行夹持； 第一夹具和第 二夹具， 所述第 一夹具和所述第 二夹具在径向方向上对所述摩擦副进行 夹持； 其中， 所述入射杆用于传送拉伸入射波并对所述摩擦副进行加载， 所述拉伸入射波的 一部分在所述入射杆中形成拉伸反射波， 所述拉伸入射波的另一部 分通过所述摩擦副进入 所述透射杆中形成拉伸透射波； 在加载过程中， 所述摩 擦副产生形变和位移， 通过所述第一 夹具和所述第二夹具施加的正压力发生动态变化， 并以应力波的形式在所述第一夹具和所 述第二夹具中传播。 9.根据权利要求8所述的系统， 其特征在于， 所述摩擦副包括： 相连接的入射摩擦副和 透射摩擦副， 其中所述入射摩擦副与所述入射杆 连接， 所述透射摩擦副与所述透射杆 连接。 10.根据权利要求8所述的系统， 其特征在于， 还包括： 设置在所述入射杆第一端的固定环。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115266446 A 2测试材料动态摩擦性能的 系统 技术领域 [0001]本发明涉及力学冲击性能测试技术， 尤其涉及一种测试材料动态摩擦性能的系 统。 背景技术 [0002]摩擦磨损是机器最常见、 最大量的一种失效方式。 在高技术领域如航空航天、 高铁 等， 在军事工业领域如火箭、 导弹、 坦克、 潜艇、 军舰等都存在着大量的摩擦磨损现象。 据统 计， 摩擦消耗掉全世界30％的一次性能源， 约有80％的机器零部件因磨损而失效。 与摩 擦相 比， 磨损较为复杂。 迄今为止磨损的机理还不十分清楚， 且没有一条简明的定量定律。 由于 很多材料在高加载速率下的力学响应及变形模式与准静态载荷下存在明显区别， 从而导致 材料的摩擦性能也随着加载速率的变化而变化。 因此不能采用准静态加载下的实验结果去 预测材料在高速动态加载 下的摩擦特性。 发明内容 [0003]本发明的主要目的在于提供一种测试材料动态摩擦性能的系统， 以解决无法实现 高应变率下材料的摩擦磨损性能测试的问题。 [0004]根据本发明实施例提出一种测试材料动态摩擦性能的系统， 其包括： 顺序设置的 入射杆、 摩擦副和透射杆， 其中所述入射杆和所述透射杆在轴向方向上对所述摩擦副进行 夹持； 夹具组件， 所述夹具组件在径向方向上对所述摩擦副进行夹持； 其中， 所述入射杆用 于传播拉伸入射波并对所述摩擦副进 行加载， 所述拉伸入射波的一部 分在所述入射杆中形 成拉伸反射波， 所述拉伸入射波的另一部 分通过所述摩擦副进入所述透射杆中形成拉伸透 射波； 在加载过程中， 所述摩擦副产生形变和位移， 通过所述夹具组件施加的正压力发生动 态变化， 并以应力波的形式在所述夹具组件中传播。 [0005]其中， 所述摩擦副包括： 相连接的入射摩擦副和透射摩擦副， 其中所述入射摩擦副 与所述入射杆 连接， 所述透射摩擦副与所述透射杆 连接。 [0006]其中， 所述夹具组件包括： 框架和从所述框架的上框架和下框架分别向中间伸出 的第一夹具和第二夹具， 所述第一夹具和所述第二夹具相对设置并夹持所述摩擦副。 [0007]其中， 所述夹具组件还包括： 与所述框架的上框架连接 的第一螺柱和与所述框架 的下框架连接的第二螺柱， 其中， 所述第一螺柱与所述第一夹具连接， 所述第二螺柱与所述 第二夹具 连接。 [0008]其中， 所述系统还 包括： 设置在所述入射杆第一端的固定环。 [0009]其中， 所述系统还包括： 应力波产生器， 其包括： 波导杆、 套筒式撞击杆和法兰， 其 中， 所述波导杆与所述入射杆的第二端连接， 所述套筒式撞击杆套设在所述波导杆的外部； 其中， 所述套筒式撞击杆撞击所述法兰， 在所述法兰中形成一列压缩应力波并经过所述法 兰的反射形成拉伸应力波， 所述拉伸应力波 经过所述波导杆传向所述入射杆作为所述拉伸 入射波。说　明　书 1/5 页 3 CN 115266446 A 3