本发明涉及高端设备制造领域，尤其涉及岩石类材料动力学实验。
背景技术：
1、岩体或工程结构在建造期和运营期可能会遭受多轴多向同步冲击荷载的作用，容易引发动力灾害，导致人员伤亡和财产损失。
2、在开展多轴多向同步冲击测试中，试样的正确安装是保证试验结果可靠和设备安全的重要步骤，且试样在测试过程中的破坏过程和裂隙扩展规律、冲击后的破碎状态和破坏程度是判断岩石或混凝土试样动态力学行为和破断规律的重要依据。
3、动态真三轴电磁霍普金森杆系统开展测试时，试样难以正确安装，测试过程中岩石或混凝土试样的裂纹扩展及破坏过程难以有效进行实时观测，特别是试样破坏后的完整碎块收集十分困难。因此亟需发明一个适用于在多轴多向同步冲击加载下的试样安装与收集装置，并实现在单轴和双轴状态下采用超高速摄影仪对试样裂纹扩展与动态破坏过程进行实时观测。
4、难点：试样安装在多根波导杆（2根、4根或6根）的中心，试样的破坏不受其支撑结构的影响，试样破坏后的碎块飞溅且难以完全收集，超高速摄影仪的光学镜头容易被飞溅碎块破坏。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中问题，快速且准确地安装试样，限制试样破坏后碎块的飞溅而保护超高速摄影仪光学镜头，有效收集试样破坏后的完整碎块，本发明提供了一种动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置及方法。
2、装置包括加载波导杆系统、试样、试样收集盒。加载波导杆系统包括六根互相垂直的波导杆，同轴对心相邻垂直，波导杆的横截面为正方形。试样安装与收集装置包括六个防护板，根据榫卯结构可以便捷拆除和组装，且选用透明材料制作防护板，透明材料如亚克力板，外部用相机拍摄过程。其中z-防护板上设置有试样支撑结构，可以防止试样由于自重掉落，支撑结构由四块楔形体组成，可由相对应的牵引结构控制滑动。同时各个防护板的中心位置设置有边长大于波导杆边长的方形穿孔可使波导杆能自由穿过。并设置有穿孔挡板，穿孔挡板边长大于穿孔边长，可完全覆盖穿孔。穿孔挡板为非固定结构可随波导杆的伸入顶起，抽出落下覆盖穿孔。
3、本发明提供了一种动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，包括试样收集盒、连杆调节装置、穿孔挡板；
4、所述试样收集盒为立方体结构，试样收集盒包括六个面，六个面为六个防护板，分别为x+防护板、x-防护板，y+防护板，y-防护板，z+防护板，z-防护板，根据榫卯连接原理将六个面组装成一个整体结构；
5、所述连杆调节装置包括调节螺母、螺杆、弹簧、第一紧固螺母、连接媒介、第二紧固螺母、安装槽和盖板；所述螺杆设在安装槽内，螺杆的两端透过安装槽两端的通孔，所述弹簧套在螺杆中部，第一紧固螺母、连接媒介和第二紧固螺母从内到外依次连接在螺杆的第一端，调节螺母连接在螺杆的第二端，盖板盖在安装槽上，盖板靠近螺杆的第一端的部分设有长方形通孔，连接媒介的上端穿过长方形通孔；安装槽设置在z+凹槽和z-凹槽中并固定；支撑结构嵌入在连接媒介上端；试样放置在支撑结构上；
6、防护板上设有波导杆穿孔，波导杆穿孔是正方形，位于防护板的中心位置，波导杆穿孔处设有穿孔挡板，穿孔挡板能够完全遮盖防护板上的波导杆穿孔，x+、x-、y+、y-、z-的穿孔挡板的结构相同，此类穿孔挡板统称为第一穿孔挡板，z+的穿孔挡板称为第二穿孔挡板。
7、作为本发明的进一步改进，选用透明材料制作防护板，所述透明材料为亚克力板。
8、作为本发明的进一步改进，对于x+方向，穿孔挡板与防护板的连接方式为：x+防护板上固定有x+连接螺母，采用紧固销通过挡板连接孔和x+连接螺母，x-方向、y+方向、y-方向、z-方向和x+方向连接方式相同。
9、作为本发明的进一步改进，对于z+方向，第二穿孔挡板插入卡槽，覆盖z+波导杆穿孔。
10、作为本发明的进一步改进，所述z+凹槽和z-凹槽各为四个。
11、动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，利用上述任意一项所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置进行试样安装与收集的方法，步骤如下：
12、步骤1：组装连杆调节装置，将安装槽放置在z+凹槽和z-凹槽中并固定；
13、将弹簧放在安装槽中，把螺杆从安装槽右端通孔中穿入，并穿上弹簧，右端为靠近调节螺母的一端，当螺杆靠近左端通孔时，把第一紧固螺母拧上螺杆，把连接媒介穿上螺杆，然后把第二紧固螺母拧上螺杆，把连接媒介固定，最后将靠近第二紧固螺母端的螺杆穿过左端通孔；
14、把盖板盖在安装槽上，先将盖板右端伸入到安装槽中，右端为靠近调节螺母的一端，也是防护板靠近外边缘的一端，把连接媒介的上端通过盖板上方孔的靠右端，然后将盖板向右端推入，最右端挡板的结构，当盖板推不动的时候即是完成组装；将调节螺母拧在螺杆上，并将支撑结构嵌入在连接媒介上端；
15、步骤2：安装防护板的第一穿孔挡板，把四个第一穿孔挡板分别与x+防护板、x-防护板，y+防护板，y-防护板连接；
16、步骤3：放置试样，通过连杆调节装置分别将z-防护板上的四个支撑结构合拢，随后将试样放置在支撑结构上，调节连杆调节装置使支撑结构夹持试样的倒角处；
17、步骤4：安装x轴防护板，根据防护板的榫卯结构，将x+防护板和x-防护板安装在z-防护板上；
18、步骤5：安装z+防护板，通过连杆调节装置将支撑结构分开，根据防护板的榫卯结构，把z+防护板安装在x+防护板和x-防护板上；调节支撑结构的位置，使合拢的支撑结构能够夹持在试样的倒角处；此时通过z+防护板和z-防护板的支撑结构实现对试样的限位；
19、步骤6：移动波导杆，使波导杆与试样接触；
20、步骤7：安装y轴防护板，分别将y+防护板和y-防护板通过波导杆穿孔套置在y+波导杆和y-波导杆上，重新确认x+波导杆和x-波导杆与试样端面接触后，移动y+防护板和y-防护板，根据榫卯结构将y+防护板和y-防护板安装在x轴和z轴防护板上，随后将y+波导杆和y-波导杆从防护板内侧端面开始向试样方向移动直到接触试样，试样安装与收集装置完成组装。
21、作为本发明的进一步改进，根据尺寸计算试样每个端面距离每个防护板内侧端面的距离为l，分别将所需加载的波导杆从防护板内侧端面开始移动，向试样方向移动l后，与试样端面接触；或者将试样移动到不能移动。
22、作为本发明的进一步改进，还包括步骤8：安装相机，相机监测试样的变形与破坏过程，相机以垂直的方式设置在试样上方，通过第二穿孔挡板拍摄试样的z+端面在加载过程中的破坏过程。
23、作为本发明的进一步改进，还包括步骤9：试样碎块清理，拆除防护板，并调节z-防护板的支撑结构分别向四周扩散；打开穿孔挡板，将散落在z-防护板上的试样碎块通过z-波导杆穿孔收集到试样袋中。
24、作为本发明的进一步改进，将安装槽放置在z+凹槽和z-凹槽中并固定时，是利用胶水固定。
25、本发明的有益效果是：
26、本发明提供一种基于动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试装置，可分别应用于单轴双向、双轴四向和三轴六向同步冲击加载测试研究，在试验测试过程中试样的安装、试验后试样破碎收集、试验过程中防止试样碎块飞溅和破坏超高速摄影仪镜头，并可采用超高速摄影仪实时拍摄试样破坏过程的装置。
27、采用榫卯原理将六面防护板紧密连接，能够快速准确安装试样，并能收集破坏后的碎块，便于收集试样的完整碎块。防止试样碎块飞溅并保护超高速摄影仪在拍摄试样破坏过程时镜头不被破坏，并实现试样破坏过程的实时观测。
28、支撑结构的夹持与松开可控可调，做到能够支撑试样并限制其移动，且使试样的破坏不受其支撑结构的影响。连杆调节装置可控制支撑结构的合拢与分开，当需要夹持试样时，控制连杆调节装置使四个方向的支撑结构合拢，支撑结构在连杆调节装置内弹簧的作用下能够夹持试样的倒角部分，不影响波导杆对试样的加载，同时限制了试样在三轴向的位移。试样在冲击过程中发生破坏，碎块会向四周飞溅，与支撑结构接触部分可压缩弹簧，使试样的破坏模式不会受到该支撑结构的影响。
1.动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，其特征在于：包括试样收集盒、连杆调节装置（15）、穿孔挡板；
2.根据权利要求1所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，其特征在于：选用透明材料制作防护板，所述透明材料为亚克力板。
3.根据权利要求1所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，其特征在于：对于x+方向，穿孔挡板与防护板的连接方式为：x+防护板（7）上固定有x+连接螺母（706），采用紧固销（1402）通过挡板连接孔（1403）和x+连接螺母（706），x-方向、y+方向、y-方向、z-方向和x+方向连接方式相同。
4.根据权利要求1所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，其特征在于：对于z+方向，第二穿孔挡板（17）插入卡槽（1106），覆盖z+波导杆穿孔（1105）。
5.根据权利要求1所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置，其特征在于：所述z+凹槽（1107）和z-凹槽（1207）各为四个。
6.动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，其特征在于：利用权利要求1至5任意一项所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集装置进行试样安装与收集的方法，步骤如下：
7.根据权利要求6所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，其特征在于：根据尺寸计算试样每个端面距离每个防护板内侧端面的距离为l，分别将所需加载的波导杆从防护板内侧端面开始移动，向试样方向移动l后，与试样端面接触；或者将试样移动到不能移动。
8.根据权利要求6所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，其特征在于：还包括步骤8：安装相机，相机监测试样的变形与破坏过程，将相机以垂直的方式设置在试样上方，通过第二穿孔挡板（17）拍摄试样（13）的z+端面在加载过程中的破坏过程。
9.根据权利要求8所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，其特征在于：还包括步骤9：试样碎块清理，拆除防护板，并调节z-防护板的支撑结构（16）分别向四周扩散；打开穿孔挡板，将散落在z-防护板上的试样碎块通过z-波导杆穿孔（1205）收集到试样袋中。
10.根据权利要求6所述的动态真三轴电磁霍普金森杆试样安装与收集方法，其特征在于：将安装槽（1507）放置在z+凹槽（1107）和z-凹槽（1207）中并固定时，是利用胶水固定。
