一種測試材料動態性能的氣體炮裝置的製作方法

2023-04-26 21:11:21

專利名稱：一種測試材料動態性能的氣體炮裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，屬於材料測試裝置的領域。
背景技術：
近年來，國內外紛紛對高強混凝土和鋼纖維高強混凝土進行抗常規武器侵徹和爆炸的試驗研究。材料狀態方程主要通過試驗得到，這方面的試驗還很不夠。氣體炮是當前實驗用的衝擊加載裝置，氣體炮可以高速發射彈丸與試驗材料撞擊來進行加載。90年代，Grady等就已經開始利用氣體炮得到衝擊壓縮下的Hugoniot數據，嚴少華(高強混凝土及鋼纖維高強混凝土高壓狀態方程的實驗研究，解放軍理工大學學報，2000， 1(6) :49—53.)等進行平板撞擊實驗。氣體炮試驗通常要求撞擊後，通常要求衝擊波在一維的狀態下進行傳播，同時，本試驗為了數據處理方便，希望能採用對稱碰撞，因此，設計需要對衝擊的彈與試塊進行設計。

發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，該種裝置能夠測試材料動態性能。 本發明解決技術問題可以通過採取如下技術方案
一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是包括的彈與飛片的組合，以及組合試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片分別為圓柱體，彈體的前端設有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內凹進形成，飛片置於飛片座內，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側壁緊配合；組合試件在同一方向上依次設有至少三個臺階，各個臺階上分別設有探測點；所述組合試件的材料與飛片的材料相同。 本發明解決技術問題還可以進一步採取以下改進
彈體的下端面的中部向內凹進。
彈體的側面設有徑向向內凹進的環形凹槽，凹槽內設有使彈體與炮管緊配合的橡膠環。 所述飛片座的側壁設有環形凹槽，凹槽內設有使飛片與飛片座緊配合的橡膠環。
各探測點分別設有探針。 還包括耙環，組合試件穿過耙環，組合試件通過環氧樹脂與耙環連接。本發明具有以下技術效果
本發明裝置進行實驗應用時，探針安裝在臺階靠內處，彈與飛片的組合通過氣體炮驅動與組合試件碰撞後，衝擊波在被測材料即組合試件中傳播，通過讀取探針位置的脈衝起跳時間，(速度=位移/時間)得到衝擊波的速度。經過實驗表明，與標準的材料參數相比，具有很高的精度，結果表明該裝置可以作為測試材料動態性能的裝置。


圖1是本發明裝置示意圖。 圖2是本發明裝置應用安裝示意圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明進行具體描述。 如圖1、圖2所示，測試材料動態性能的氣體炮裝置，包括的彈與飛片的組合1，以及組合試件2，彈與飛片的組合1、組合試件2兩者分離。彈與飛片的組合1包括彈體3和飛片4，彈體3和飛片4分別為圓柱體，彈體3的前端設有飛片座，該飛片座由彈體3的前端面的中部向內凹進形成，飛片座的大小與飛片4大小相匹配，飛片4置於飛片座內，飛片4與飛片座的側壁緊配合。為了實現緊配合，所述飛片座的側壁設有環形凹槽，凹槽內設有使飛片與飛片座緊配合的橡膠環5。飛片安裝於飛片座後要求與彈體前端表面平齊或略高。彈體的側面設有徑向向內凹進的環形凹槽，凹槽內設有使彈體與炮管緊配合的橡膠環6。彈體3的下端面的中部向內凹進7。 組合試件2在同一方向上依次設有至少三個臺階，各個臺階上分別設有探測點，各探測點分別設有探針ll。所述組合試件2的材料與飛片4的材料相同。還包括靶環8，組合試件2穿過靶環，組合試件2通過環氧樹脂9與靶環8連接。 如圖2所示，進行實驗應用時，探針安裝在臺階靠內處，彈與飛片的組合放於炮管10中。彈與飛片的組合通過氣體炮驅動與組合試件碰撞後，衝擊波在被測材料即組合試件中傳播，通過讀取探針位置的脈衝起跳時間，(速度=位移/時間)得到衝擊波的速度。
實驗採用對稱碰撞，多層組合試樣實際上只是採用了一個？ 37，厚度為lcm的紫
銅，探針測得2個位置的時間差，於是D^/t，而對於對稱碰撞，a =2v , w為質速，V為彈速。用實驗結果與標準的Hugoniot曲線比較，可以得到實驗誤差。 實驗中常常採用對稱碰撞，也就是同質混凝土材料的高速碰撞，每次輸入飛片的速度"，得到衝擊波後的粒子速度為
根據一組飛片"和衝擊波速度D (由兩個位置的位移與相差的時間決定)，絕大部分密實介質的衝擊波速度D與質點速度U是線性關係
￡) = a + iC/
通過離散點擬合得到a與b的值。
以第一發為例研究實驗的，測得的第一發圖象。
標準的密實介質(銅)的參數為
A=3. 94B=1. 489
D=A+B "
採用實際測量得到的"，與標準的A=3. 94B=1. 489求得D，與實際測得的Dl比較就得到了誤差Error=l-Dl/D=5. 6%。採用同樣的方法測量了不同的速度撞擊下的誤差，結果表明，測量具有很好的精度，誤差在6%以內。 對實驗進行擬合，得到了銅的衝擊絕熱D — #關係式。 測試擬合得到A=3. 945B=1. 4892與標準的材料參數相比，具有很高的精度，結果 表明該裝置可以作為測試材料動態性能的裝置。 本發明測試材料動態性能的氣體炮裝置在應用後，經過實驗表明，與標準的材料
參數相比，具有很高的精度，可以作為測試材料動態性能的裝置。
權利要求
一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是包括的彈與飛片的組合，以及組合試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片分別為圓柱體，彈體的前端設有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內凹進形成，飛片置於飛片座內，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側壁緊配合；組合試件在同一方向上依次設有至少三個臺階，各個臺階上分別設有探測點；所述組合試件的材料與飛片的材料相同。
2. 根據權利要求1所述的一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是彈體的下端面的中部向內凹進。
3. 根據權利要求1所述的一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是彈體的側面設有徑向向內凹進的環形凹槽，凹槽內設有使彈體與炮管緊配合的橡膠環。
4. 根據權利要求1所述的一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是所述飛片座的側壁設有環形凹槽，凹槽內設有使飛片與飛片座緊配合的橡膠環。
5. 根據權利要求1所述的一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是各探測點分別設有探針。
6. 根據權利要求1所述的一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是還包括靶環，組合試件穿過靶環，組合試件通過環氧樹脂與靶環連接。
全文摘要
本發明公開了一種測試材料動態性能的氣體炮裝置，其特徵是包括的彈與飛片的組合，以及組合試件，彈與飛片的組合、組合試件兩者分離；彈與飛片的組合包括彈體和飛片，彈體和飛片分別為圓柱體，彈體的前端設有飛片座，該飛片座由彈體的前端面的中部向內凹進形成，飛片置於飛片座內，飛片座的大小與飛片大小相匹配，飛片與飛片座的側壁緊配合；組合試件在同一方向上依次設有至少三個臺階，各個臺階上分別設有探測點；所述組合試件的材料與飛片的材料相同。本發明測試材料動態性能的氣體炮裝置在應用後，經過實驗表明，與標準的材料參數相比，具有很高的精度，可以作為測試材料動態性能的裝置。
文檔編號G01N3/02GK101782484SQ20101014147
公開日2010年7月21日 申請日期2010年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者浣石, 焦楚傑, 蔣國平, 高樂 申請人:廣州大學